Comment modéliser l'ADN avec des objets du quotidien

À l’école, vous avez surement vu en salle de SVT ces brins d’ADN multicolores ayant une forme de double hélice. Cette spirale est constituée de sucres et de groupes de phosphate maintenus ensemble grâce à 4 bases ou nucléotides ^{[1]XSource de recherche}. L’ADN est le support de l’information génétique de tous les êtres vivants, c’est lui qui, en particulier, détermine la couleur des yeux, des cheveux, la taille… Il est très facile de construire des brins d’ADN avec des objets peu couteux et facilement disponibles.

Méthode 1

Méthode 1 sur 3:

Fabriquer une molécule d’ADN avec des perles

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Rassemblez toutes les fournitures. Il vous faudra au moins 4 nettoie-pipes de 30 cm et des perles de 6 couleurs différentes.
- Pour que votre modèle d’ADN soit solide, choisissez des perles dont les trous permettent le passage d’un nettoie-pipe, mais elles doivent pouvoir rester bloquées là où vous les arrêterez.
- Ayez deux paires de nettoie-pipes, chacune d’une même couleur. Pour bien suivre sur les illustrations, une paire sera jaune, l’autre rouge. Sur la paire jaune, vous enfilerez les perles qui représentent les phosphates et les sucres (désoxyribose), tandis que sur la paire rouge se trouveront les perles qui symbolisent les bases azotées.
Prenez 2 nettoie-pipes de la même couleur, puis débitez-les en tronçons égaux d’environ 5 cm de longueur. C’est sur ces segments que vous allez apparier les bases, ici les perles, dans l’ordre C - - G (cytosine - - guanine) et T - - A (thymine - - adénine). Ne touchez pas aux deux autres nettoie-pipes !
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Construisez le squelette de phosphates et de sucres. Une molécule d’ADN est composée de deux brins parallèles composés alternativement d’un phosphate et d’un sucre. Sur les deux brins jaunes, enfilez alternativement une perle orange (phosphate) et une perle verte (sucre). Vous devez faire deux brins absolument identiques (couleurs, alternance et espaces).
- Il est impératif d’avoir deux brins absolument identiques pour pouvoir obtenir la fameuse double hélice de l’ADN.
- Espacez vos perles d’environ 1,5 cm pour pouvoir fixer les nucléotides (éléments de liaison), ce n'est pas au millimètre près.
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Construisez les liaisons azotées. Récupérez vos petits tronçons rouges et enfilez deux perles sur chacun d’eaux. Les bases azotées s’associent par paires toujours les mêmes : la cytosine avec la guanine et la thymine avec l’adénine. Déterminez la couleur de chaque base et faites votre montage ^{[2]XSource de recherche}.
- Placez les deux perles de façon à ce qu’il reste, comme sur l’illustration un petit bout de nettoie-pipes de chaque côté afin de pouvoir les arrimer et former l’hélice.
- Comme vous vous en doutez, l’ordre n’a pas d’importance sur ces petits segments… pour l’instant ! Le tout est qu’il y ait bien deux perles distantes, chacune de la bonne couleur.
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Construisez l’échelle d’ADN. Les espaces laissés entre les perles vont à présent servir. Fixez les petits segments sur les montants phosphates-sucres en recourbant les extrémités des segments.
- Les bases azotées seront attachées à espaces réguliers, toujours au-dessus d’une perle de la même couleur, et ce qui est vrai sur un montant le sera sur le montant d’en face : entre deux bases, vous avez les mêmes perles, dans le même ordre.
- Quant à l’orientation des petites bases azotées, elle importe peu, vous pouvez les intervertir : par exemple, une fois la thymine est contre le montant de droite, une autre fois contre celui de gauche.
Une fois les liaisons transverses solidement arrimées, vrillez les deux montants dans le sens contraire des aiguilles d'une montre pour donner l’apparence d’une chaine d’ADN. Rectifiez certains éléments pour avoir une symétrie quasi parfaite.
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Méthode 2

Méthode 2 sur 3:

Fabriquer de l'ADN avec des boules de polystyrène

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Pour la construction de votre molécule d’ADN, vous aurez besoin de petites boules de polystyrène, d'une aiguille, de fil, de peinture et de cure-dents ^{[3]XSource de recherche}.
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Peignez les boules de polystyrène. Il faut 6 couleurs qui vont représenter les sucres, les phosphates et les quatre bases azotées. Prenez les couleurs que vous voulez.
- Vous devez peindre 16 boules d’une même couleur (blanc) pour le sucre, 14 d’une autre couleur (violet) pour le phosphate, et pour les bases azotées (cytosine, guanine, thymine, et adénine), peignez une huitaine de boules, chacune d’une couleur différente, soit 4 couleurs (bleu, vert, rouge, jaune).
- Pour vous éviter bien du travail, laissez les 16 boules de sucre en blanc, couleur du sucre raffiné, et puis cela tranchera bien avec les couleurs des autres boules. Une autre couleur est possible.
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Assemblez par paires les bases azotées. Une fois les boules des bases azotées peintes, assignez à chacune d’entre elles une couleur. Assemblez ces bases par paires spécifiques : la cytosine s’apparie toujours à la guanine, et la thymine avec l’adénine.
- L’ordre des couleurs (droite, gauche) importe peu, seul compte l’appariement des bases.
- Placez sur chaque cure-dent deux boules de façon à ce qu’il reste, comme sur l’illustration un petit bout de bois apparent de chaque côté afin de pouvoir les planter dans les boules des brins latéraux.
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Montez la double hélice. Pour cela, vous avez besoin d’une aiguille et d’un bout de fil, ce dernier doit avoir une longueur supérieure à la longueur de 15 boules mises côte à côte. Enfilez le fil dans le chas de l’aiguille et faites un petit nœud de retenue à l’extrémité du fil.
- Enfilez alternativement une boule blanche (sucre) et une boule violette (phosphate). Commencez et terminez par une boule blanche.
- Les deux brins doivent, une fois terminés, présenter la même configuration. Placez-les côte à côte pour vérifier.
- Pour obtenir un bel ADN modélisé, enfilez l’aiguille munie d’un fil un peu rigide bien au milieu des boules de sucre et de phosphates. Terminez en nouant l'extrémité de chaque fil afin que les boules de polystyrène ne se défassent pas.
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Fixez les bases azotées afin d’obtenir la chaine d’ADN. Prenez vos cure-dents représentant les bases azotées, et plantez les extrémités pointues des cure-dents dans les boules de sucres (blanches) en vis-à-vis les unes des autres sur les deux brins.
- Comme c’est le cas dans la nature, les bases azotées sont fixées sur les sucres, même si c’est un peu plus compliqué que cela.
- Le plus dur est d’enfoncer suffisamment les cure-dents pour que l’ADN tienne. Équilibrez un peu le tout.
Une fois les liaisons transverses en place, vrillez doucement les deux montants dans le sens contraire des aiguilles d'une montre pour donner l’apparence d’une chaine d’ADN. Rectifiez certains éléments (cure-dents, boules) pour avoir une symétrie quasi parfaite ^{[4]XSource de recherche} !
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Méthode 3

Méthode 3 sur 3:

Fabriquer une molécule d’ADN avec des confiseries

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Choisissez vos confiseries. Pour les sucres et les phosphates, vous allez avoir besoin de tubes de réglisse (noir et rouge) : le centre doit être creux pour l’enfilage. Pour les bases azotées, prenez des boules de gomme de différentes couleurs, 4 couleurs pour les 4 bases.
- Peu importe les confiseries que vous allez prendre pour les bases, l’important est qu’elles soient de couleurs différentes et assez tendres pour être transpercées ^{[5]XSource de recherche}.
- Si vous n’avez pas de boules de gomme, vous pouvez très bien des boules ou un ruban de guimauve que vous aurez découpé.
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Récupérez les autres matériaux. Il vous faut du fil un peu épais et des cure-dents. Le fil fera environ 30 cm de long, maintenant il est toujours possible de prendre une plus grande longueur… ou une plus petite, tout dépendra de ce que vous allez faire avec votre chaine d’ADN.
- Il vous faudra donc deux bouts de fil pour faire les deux brins latéraux.
- Il vous faudra une douzaine de cure-dents pour un modèle de taille moyenne, moins pour un plus petit modèle… et plus pour un grand modèle. Comptez un cure-dent tous les 3 à 4 cm.
Ils vont être enfilés, une couleur puis l’autre, sur le fil et devront mesurer environ 2,5 cm. Ils doivent tous faire la même taille.
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Construisez les paires de base. Dans une molécule d’ADN, les bases vont toujours par paires spécifiques : la cytosine (C) s’apparie à la guanine (G), et la thymine (T) avec l’adénine (A). Chacune de ces bases, représentées par une boule de gomme, aura une couleur spécifique.
- La position des bases (C - - G ou G - - C) n’a ici aucune importance du moment que les deux bases sont ensemble.
- Par contre, vous n’auriez pas un modèle d’ADN exact si vous inversiez les bases, la thymine ne s’apparie jamais avec la guanine et l’adénine avec la cytosine.
- Le choix des couleurs des bases est totalement arbitraire, prenez celles que vous voulez.
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Construisez les montants avec la réglisse. Allongez les deux fils sur la table et faites un nœud d’arrêt sur chacun d’eux, cela permettra de bloquer les tronçons de réglisse. Enfilez, dans le même ordre sur les deux fils, alternativement un tronçon rouge (sucre) et un tronçon noir (phosphate), puis recommencez.
- Ces 2 couleurs, totalement arbitraires, représentent le sucre et le phosphate, composants des montants d’une molécule d’ADN.
- Comme c’est le cas dans la nature, les bases azotées sont fixées sur les sucres, même si c’est un peu plus compliqué que cela.
- Les deux brins doivent, une fois terminés, présenter la même configuration. Placez-les côte à côte pour vérifier.
- Gardez un peu de fil à l’extrémité au bout de chaque brin termine pour pouvoir faire un nœud terminal, les tronçons resteront ainsi bien en place.
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Enfilez les boules de gomme sur les cure-dents. Après avoir préparé vos paires en groupant les boules de gomme (C - - G et T - - A), enfilez chaque paire sur un cure-dent.
- Une fois les deux gommes enfoncées, le cure-dent doit être visible de chaque côté sur 6 à 7 mm, essayez d’avoir un cure-dent garni symétrique.
- En biologie, sur une molécule d’ADN, vous pouvez avoir un nombre non égal de paires, c’est ce qui fait la différence entre les individus, si bien que, sur votre modèle, peu importe que vous ayez autant de paires de base azotées du même type.
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Construisez votre molécule d’ADN. Posez les deux brins latéraux (réglisse) à plat sur la table, puis fixez les cure-dents des bases azotées sur ces deux montants, il vous suffira d’enfoncer les bouts pointus dans la réglisse.
- Ces bases azotées doivent être fixées dans les tronçons qui représentent les sucres, ce qui est le cas dans la nature. Sur l’illustration, il a été décidé que ce seraient les tronçons de réglisse rouge.
- Utilisez tous les cure-dents afin d’avoir une double hélice complète, ce sera plus joli et plus près de la réalité !
Une fois les liaisons transverses en place, vrillez doucement les deux montants dans le sens contraire des aiguilles d'une montre pour donner l’apparence d’une chaine d’ADN. Rectifiez certains éléments (cure-dents, réglisse, confiseries) pour avoir une symétrie quasi parfaite ^{[6]XSource de recherche} !
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