La dernière fois je t’ai laissé avec F. Miescher qui avait découvert une toute nouvelle substance qu’il avait appelée « nucléine » (1871), à laquelle son patron ne voulait pas croire [1] (refs à la fin).
https://www.lechatsecouriste.fr/threads/twittos/duxpacis/decouverte-adn-1/
Miescher était jeune et une si incroyable découverte —une nouvelle classe de molécules biologiques riches en phosphore, tout de même!— paraissait inatteignable à un freluquet dans son genre. Je te résume comment il avait fait ⬇️⬇️⬇️
Et je te donne même quelques petites explications sur ce que veut dire « analyse élémentaire », dans le principe. Tu verras que ça ne dit rien de la structure de la nucléine, mais beaucoup de chose sur sa composition —les atomes qu’elle contient. ⬇️⬇️⬇️
Mais l’âge n’a rien à voir avec la pertinence de résultats rigoureux et tout fut confirmé par Hoppe-Seyler et Richard Altmann (1852-1900). Ce dernier parvint même à prouver qu’il ne s’agissait pas d’une protéine, mais de « quelque chose d’autre », légèrement acide, à cause de phosphates internes. Miescher avait déjà prouvé qu’il ne s’agissait pas de phosphate contaminant, mais bel et bien de phosphate lié à la nucléine, entrant dans sa composition. https://fr.wikipedia.org/wiki/Richard_Altmann
C’est pour cette raison qu’Altmann finit par renommer la nucléine « acide nucléique » (1889) [1][2]. Mais note bien que personne ne savait comment les atomes s’organisaient dans l’ « acide nucléique » —à part le fait qu’on trouvait des groupements « phosphate ».
On se situe maintenant après 1870 et, donc, après l’annexion de l’Alsace et de la Moselle par la Prusse. Hoppe-Seyler et toute sa troupe déménagent donc dans une nouvelle université: Strasbourg. Louis Pasteur y avait déjà fait quelques travaux de chimie avant l’annexion.
Dans ses bagages, Hoppe-Seyler ramène un médecin intéressé par la chimie, Albrecht Kossel (1853-1927). Lui, il se met en tête de trouver l’acide nucléique un peu partout et de mieux le caractériser, chimiquement parlant. https://fr.wikipedia.org/wiki/Albrecht_Kossel
Et pour ça, il a besoin de BEAUCOUP de matériel de départ. Il se met en cheville avec les abattoirs locaux, et récupère 100 kg de pancréas de bœuf d’où il extrait son bonheur [3]. Là, tu vois qu’à l’époque, pour avoir un peu d’acide nucléique il fallait ce qu’il fallait.
Aujourd’hui, avec un petit écouvillon et un peu de salive (ou de sécrétions nasales, tu sais bien !), on peut en extraire nettement plus facilement. Et heureusement, j’ai envie de te dire!
De tout ça, Kossel parvient à purifier la « nucléine », confirme aussi que ce n’est pas une protéine et qu’elle contient bien du phosphate mais aussi un sucre non-identifié et de 5 autres molécules [1][2]. Le tout, assemblé, forme « quelque chose » de gros. ⬇️⬇️⬇️
Et là, faut te rappeler que leur « nucléine » (ou acide nucléique) n’était pas de l’ADN pur, mais un mélange de ce qu’on appelle aujourd’hui l’ADN et l’ARN [4]. Ces 4 trucs, il en détermine la formule brute —composition en atomes.
Je te rappelle (encore, désolé) que c’est la seule chose qu’on faisait facilement à l’époque. L’une des 5, il se rend compte que c’est un truc déjà connu: la guanine. Un composé découvert en 1844 et nommé ainsi en 1846 par Julius Bodo Unger (1819-1885).
Notre brave Julius l’avait isolé du guano d’oiseaux accumulé sur les rochers en bord de mer. Et là tu te demandes pourquoi un type est allé analyser la composition chimique du guano en 1844? Parce qu’il existait une industrie florissante du guano en cette période de révolution industrielle et agricole et qu’il était récolté, stocké et vendu une fortune comme fertilisant. Du coup, on voulait tout connaître du guano pour savoir ce qui lui donnait ses propriétés fertilisantes. Guanine, ça vient de « guano » (avec le suffixe « ine »).
En quelques années, Kossel parvint à déterminer les « formules brutes » des 4 autres qu’il a appelées adénine, cytosine, thymine et uracile (1881). C’est un autre chimiste, moyennant quelques analyses supplémentaires qui a déterminé (je te remets la figure d’avant) ⬇️⬇️⬇️
Leur « structure », c’est-à-dire la manière dont les atomes de ces composés s’agencent entre eux par des liaisons. Chose qui était compliquée à cette époque où on n’était même pas encore d’accord sur le fait que les atomes existaient réellement.
Oui, tu ne le sais peut être pas, mais la confirmation expérimentale de l’existence des atomes, ça n’a eu lieu qu’à partir de 1906 avec les expériences de Jean Perrin (1870-1942) sur une idée théorique développée par Albert Einstein (1905).
Bref, « la tête des molécules » de Kossel, c’est Emil Fischer (1852-1919), l’un des plus grands chimistes de l’époque (aussi passé par Strasbourg), qui les détermina entre 1886 et 1902 [5]. Une grande avancée ! https://fr.wikipedia.org/wiki/Emil_Fischer
Et ces trucs, adénine (A), guanine (G), cytosine (C), thymine (T) et uracile (U), ça ressemble à ça (je t’ai fait une figure ⬇️⬇️⬇️
Aujourd’hui, on appelle ça des « bases azotées » : A, T, G, C et U. Les 3 premières, tu les trouves dans l’ADN et dans l’ARN, le T (la thymine) seulement dans l’ADN, et le U (uracile) seulement dans l’ARN.
Du coup, grâce à Kossel, on savait que l’ « acide nucléique » contenait un sucre non-identifié, du phosphate et au moins 5 bases. Mais on n’avait aucune idée de la manière dont tous ces éléments s’assemblaient —ni du fait qu’il y avait en réalité 2 molécules: ADN et ARN.
Mais l’assemblage de tous ces trucs, et les noms qu’on leur donne, et le fait qu’il existe en réalité deux molécules (ADN et ARN), on le doit à d’autres, qu’on va rencontrer la prochaine fois. Mais on est encore loin de la double hélice que tu connais, je te préviens.
Et on est tout aussi loin de rencontrer ceux et celles qui ont compris que le support de l’hérédité, c’est l’ADN —et pas les protéines.
[CONCLUSION]
On sait maintenant (1889 à 1906) que « l’acide ribonucléique » est constitué d’un assemblage encore indéterminé de phosphate, d’un sucre non-identifié et de bases azotées. Mais on ne se doute —et de loin pas encore— de ce que sont l’ADN et l’ARN.
J’espère que ça t’a plus. On verra la suite une prochaine fois. Je te mets les références dans la suite pour que tu aies de quoi lire si jamais ça t’inspire. A un de ces jours pour la suite !
[REFERENCES]
[1] Dahm, R. (2008) Discovering DNA : Friedrich Miescher and the early years of nucleic acids research, Hum Genet, 122, 565-581.
[2] Frixione, E, Ruiz-Zamarripa, L (2019) The « scientific catastrophe » in nucleic acids research that boosted molecular biology, J Biol Chem, 15;294(7):2249-2255
[3] https://geneticsunzipped.com/news/2020/2/27/from-poop-to-pus-the-discovery-of-dna
[4] Thess, A, Hoerr, I, et al. (2021) Historic nucleic acids isolated by Friedrich Miescher contain RNA besides DNA, Biol Chem, 402(10), 1179-1185
[5] https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1910/kossel/lecture/
Originally tweeted by DuXpa6 (@duxpacis) on 13 November 2021.