ACTIVITÉ DE CE GÈNE COMPLEXE

A) Rôle de l'acide désoxyribonucléique dans l'hétérosynthèse. — Nous avons vu que, d’après le phénomène des mutations dirigées, et les travaux de CHarGarr, Tayzor, Horcuxkiss et autres, on peut établir qu'il y aurait autant de sortes d’acides désoxyribonucléiques qu’il y aurait de gènes. Il ÿ a donc une spécificité de l'acide nucléique comme il en existe une de la protéine, mais à notre avis, cette spécificité s’exprimerait dans le fait que telle molécule d'ADN se fixerait sur telle molécule de protéine d’un certain iype et non sur une autre et lui permettrait alors de commencer une chaîne de réactions enzymatiques caractéristiques du gène considéré. Par quel mécanisme agirait cet ADN? Nous ne le savons pas, mais nous pouvons rappeler ici l'hypothèse de Guziæ : l'ADN pourrait jouer un rôle essentiel dans le processus destiné à fournir l'énergie nécessaire à la réaction de synthèse (rupture de liaisons phosphorées organiques riches en énergie, l’acide phosphorique de ces liaisons allant se fixer sur l’ADN pour former des polyphosphates). Ceci évidemment n’est qu'une des hypothèses que l’on peut imaginer à ce propos.

(:) Nous rappelons à ce propos qu'il n’en est pas de même de la protéine liée à l’acide désoxyribonucléique. Chez de nombreux Poissons (Saumon, Truite, Hareng, Brochet) l'ADN est combiné à une protamine dans le sperme, à une histone dans les noyaux des cellules somatiques.

(?) Nous voulons souligner ici que cette constance, qui est révélée par tous les dosages, ne correspond pas, dans notre esprit, à une immobilité métabolique absolue. Le gène « au travail » subit certainement des modifications impossibles à apprécier avec nos techniques actuelles, mais ces modifications ne doivent représenter que de petites oscillations autour de cet état d'équilibre très remarquable, qui caractérise la teneur en ADN des noyaux.

Ainsi dans les conditions normales, la molécule de protéine génique, liée à la molécule d'ADN, produirait des molécules enzymes protéiques semblables à elle-même, par un processus de copie autocatalytique. Ces molécules protéiques trouveraient dans le milieu un groupement prosthétique approprié et initieraient alors une chaîne de réactions chimiques caractéristiques (voir schéma 6 (1)), certaines de ces réactions passant par des relais cytoplasmiques importants : centres directeurs secondaires ou plasmagènes.

B) L’acide désoxyribonucléique et l’auto-synthèse du gène. — Mais au cours de la mitose, le processus doit être différent. Nous le concevons de la façon suivante (voir schéma 6 (2)) : au cours de la mitose, il y a également auto-reproduction de la protéine, mais on sait (Caspersson) que la duplication de l'ADN a précédé dans le temps celle des protéines du chromosome. Quand la molécule protéique fille est formée, il existe donc déjà une molécule d'ADN qui lui est destinée et qui se fixe sur elle pour réaliser ainsi le couple-fonctionnel complet, qui fonctionnera comme gène dans la nouvelle cellule. Ainsi, d’après cette conception, la différence entre les deux fonctions du gène, l’hétérosynthèse (production d’enzymes) et l’auto-synthèse (reproduction du gène) résiderait dans le fait que, dans ce deuxième cas, l’acide désoxyribonucléique se double, phénomène qui serait ainsi le primum movens de la division cellulaire.

Il est probable que c’est sous l'influence des centres enzymatiques cytoplasmiques que se synthétiserait à un moment donné la quantité de protéines nécessaire pour former le protoplasme d’une nouvelle cellule. Quand ce stade est atteint, les conditions intracellulaires sont telles que l'ADN double et déclanche ainsi le processus de la division cellulaire.

Cette conception du gène nous permet aussi de rendre compte des autres données expérimentales, dont nous avons parlé ci-dessus : les mutations produites par des facteurs agissant spécifiquement sur l’acide nucléique (radiations), les mutations dirigées chez les microorganismes.

C) Les mutations provoquées (voir schéma 6 (3)). — Si l’on fait agir des rayons ultra-violets dans la longueur d'onde de 2,600 À, qui est spécifiquement absorbée par les acides nucléiques, la molécule d'ADN peut être détruite (effet dépolymérisant, etc.),— d’autres agents peuvent avoir la même action : l’ionisation par exemple. La copule protéique C du gène n’est pas atteinte par les radiations ; mais, privée de son ADN, elle devient incapable” de synthétiser son enzyme correspondant, d’où disparition de la chaîne de réactions aboutissant au caractère C et par conséquent disparition de ce caractère.

D) Les mutations dirigées (voir schéma 6 (4)). — La molécule ADN, extraite d’une certaine souche bactérienne possédant le caractère D peut induire chez un autre type bactérien, dépourvu de ce caractère D, une mutation rendant possible chez ce deuxième type la réaction chimique D, qui était l'apanage du premier.

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Cette molécule ADN, apportée par l’expérimentateur irait s'attacher sur la protéine D présente dans la bactérie à induire, cette protéine D étant incapable seule d'activité métabolique (voir fig. 7). Le couple ADN;-protéine D ainsi constitué pourrait fonctionner comme gène et provoquer l'apparition du caractère D.

Conclusion. — Dans cet essai de synthèse et de schématisation que nous venons d’esquisser, nous avons voulu, non pas bâtir une théorie générale, mais simplement réunir, de façon satisfaisante pour l'esprit, les quelques matériaux que nous possédons dans le domaine de la chimie du gène. On nous pardonnera cette tentative qui ne correspond qu’au désir de rendre compte logiquement des données expérimentales actuelles, en émettant une hypothèse dont la valeur heuristique se révélera peut-être. Une nouvelle découverte viendra-t-elle étayer cet édifice provisoire ou le jeter à bas? Dans

Schéma du rôle possible de l'acide désoxyribonucléique dans l'hérédité.

1) L’ADN ef l’hétérosynthèse.

L’ADN, est fixé spécifiquement sur la protéine A Il ne pourrait être fixé, par exemple, sur la protéine B. II y a un ADN particulier pour chaque protéine.

L'ensemble ADN-protéine fonctionne comme gène. La protéine A produit une molécule A’ semblable à elle-même. Cette molécule représente un enzyme qui s’unit à un groupement prosthétique (‘) et induit une chaîne de réactions chimiques, qui aboutit à la réalisation du caractère héréditaire À correspondant au gène A.

2) L’ADN et l’autosynthèse.

Dès le début des phénomènes mitotiques l'ADN est doublé en quantité. L’ADN, donne l’ADN;; semblable à lui-même. Quand la protéine A se reproduit, la molécule A, formée est fixée par l’ADN4, déjà présent. Le gène fils A: est ainsi produit.

3) Mutation par radiations.

Les rayons ultra-violets, l’ionisation dépolymérisent l'ADN. La protéine C privée de son ADNc ne peut plus fonctionner comme gène, elle ne peut donc plus produire l’enzyme spécifique C', d’où suppression de la chaîne de réactions aboutissant au caractère C et disparition du caractère C. Ceci expliquerait qu’il peut y avoir mutation sans que la protéine génique soit altérée.

4) Mutation dirigée.

L'expérimentateur a extrait l'ADN de bactéries possédant le caractère D (cet ADN contient la molécule spécifique ADNh). Ce produit est mis en contact avec une culture de bactéries ne possédant pas le caractère D. On suppose que ces dernières bactéries possèdent la protéine D. La molécule d'ADN», apportée par l'expérimentateur, se fixe spécifiquement sur cette protéine et forme le gène D chez la bactérie, qui devient désormais capable de réaliser le caractère D.

groupement prosthétique

gène À enzyme : ' | = 5 réactions FRS PE À Pa nn mit L'AuS chimiques ne © dans Je cyfoplasme A Processus CZ a x roduction d' CONSO re X x AAA Te d'un caractère A

LS

d heterosynthese oûre 8

ADN-proteine CÆ x N ‘ = Dax S —>- ————— + x b ZŸ out D x realisation du

1# Stade 2è Stade Z:Q CA (A) ène À Frocessus xt, Fa A :

d' autosynthese ' ' À: A (A) duplication de la protéine.

duplication de l'ADN et formation du gène -fils A1 f ï ; Fe APT oc Den disparition 4 du caractère C

roléine C Eee de ADN, est

53 te et er Ge) " Mutations ADN D ce) 7 ee x x se radiations 11 si 4 Rayons UV 2560 À 5an5

ADNh (spécifique pour D) protéine D , 5 apporté par pre aets ADN (inactive)

apparilion du

Mutalions ADN 2 | D dirigees = UT x caractère induit D Le X —+ Sp L'OT

gene D formé por mulolion dirigée

Schéma fig. 6.

pe

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les deux cas, elle sera la bienvenue, car elle apportera plus de lumière dans ce domaine nouveau de la biologie qu’est la biochimie de l’hérédité.

Bactérie inductrice Bactérie à induire

ADN, | protéine b protéines.

ADN, re Fexation de | ADN). PAP

isolé sur la protéine D C7

de la Bactérie inductrice

Réalisation de la mutation dirigée

Fig. 7. — Schéma hypothétique du mécanisme de la mutation dirigée chez les bactéries.