Qui a découvert l'ADN ?
La double hélice a percé le code de la vie — en réparant l’oubli le plus célèbre de la science. L’ADN, la Photo 51 de Rosalind Franklin, et l’ère du génome.
Dernière mise à jour : octobre 2026
Le secret des secrets tenait dans une photographie — un X flou de bandes sombres, pris dans un sous-sol londonien, qui s’est révélé être le plan de tout ce qui vit. L’ADN est le code que cette série poursuit depuis le feu : le mode d’emploi qui écrit les forêts, les baleines, et vous.
L’acide désoxyribonucléique, l’ADN, est la molécule qui porte les instructions pour construire et faire fonctionner un être vivant. Chaque cellule de chaque plante, animal, champignon et bactérie contient de l’ADN, et chacun de ces organismes a hérité son ADN de ses parents. Les instructions sont écrites dans un alphabet simple : quatre lettres chimiques, A, T, G et C, disposées en longues séquences qui épellent des gènes, les unités de l’hérédité. Découvrir l’ADN, c’est découvrir la base physique de l’hérédité, la réponse à la plus ancienne question de la biologie : comment les êtres vivants transmettent-ils leurs caractères à leurs enfants ? La découverte a pris près d’un siècle, et elle a été faite par de nombreuses mains.
L’histoire commence, comme tant d’autres en science, avec une substance que personne ne comprend. En 1869, un médecin suisse nommé Friedrich Miescher, travaillant à Tübingen en Allemagne, étudie les globules blancs du pus sur des pansements chirurgicaux. Dans le noyau de ces cellules, il isole une substance qu’il n’a jamais vue, riche en phosphore, qu’il appelle nucléine. Miescher ne sait pas ce que fait la nucléine, et il ne vivra pas assez longtemps pour le découvrir. Mais il a trouvé l’ADN, et il l’a trouvé dans le noyau, la partie de la cellule où, comme les travaux ultérieurs le montreront, réside l’hérédité. La substance reste dans la littérature scientifique pendant des décennies, considérée comme une curiosité.
Pendant longtemps, les scientifiques misent sur la mauvaise molécule. Les protéines, avec leurs vingt acides aminés et leurs formes complexes, semblent les candidates évidentes pour porter l’hérédité. L’ADN, avec seulement quatre lettres, semble trop simple pour porter la complexité de la vie. Le biochimiste allemand Phoebus Levene, travaillant à New York au début du XXe siècle, étudie la chimie de l’ADN et conclut que ses quatre lettres se répètent selon un motif fixe, un tétranucléotide, ce qui le fait ressembler à une molécule ennuyeuse et répétitive. L’hypothèse du tétranucléotide de Levene est fausse, mais elle est influente, et elle retarde d’une génération la reconnaissance de l’ADN.
La première preuve que l’ADN porte l’hérédité vient des bactéries. En 1928, le bactériologiste britannique Frederick Griffith montre qu’une souche inoffensive de bactéries de la pneumonie peut être transformée en souche mortelle par exposition à des bactéries mortes de la souche mortelle. Quelque chose, un principe transformant, passe des mortes aux vivantes. En 1944, Oswald Avery, Colin MacLeod et Maclyn McCarty, travaillant au Rockefeller Institute à New York, identifient le principe transformant comme l’ADN. Leur article, l’un des plus importants de la biologie, montre que de l’ADN pur, dont toute protéine a été retirée, peut transformer une souche de bactéries en une autre. Le résultat est contesté, car il contredit la croyance que les protéines portent l’hérédité, et parce qu’Avery, un homme prudent, minimise sa propre conclusion.
La confirmation arrive en 1952, dans l’une des expériences les plus élégantes de la biologie. Alfred Hershey et Martha Chase, à Cold Spring Harbor à New York, travaillent avec des bactériophages, des virus qui infectent les bactéries. Un virus est pour l’essentiel une enveloppe de protéines et un cœur d’ADN, et Hershey et Chase veulent savoir quelle partie entre dans la bactérie et dirige la fabrication de nouveaux virus. Ils marquent les protéines avec du soufre radioactif et l’ADN avec du phosphore radioactif, laissent les virus infecter les bactéries, puis font tourner le mélange dans un mixeur pour détacher les enveloppes virales des bactéries. L’ADN entre ; les protéines restent dehors. L’expérience de Hershey et Chase, l’expérience du mixeur, convainc la plupart des biologistes que l’ADN, et non les protéines, est le matériel héréditaire.
À la même époque, le biochimiste d’origine autrichienne Erwin Chargaff, travaillant à l’université Columbia, trouve les règles qui débloqueront la structure. Analysant l’ADN de nombreuses espèces, Chargaff montre que la quantité d’adénine, A, égale toujours la quantité de thymine, T, et que la quantité de guanine, G, égale toujours la quantité de cytosine, C. Les rapports de A à T et de G à C sont de un pour un, même si le rapport de A et T ensemble à G et C ensemble varie d’une espèce à l’autre. Les règles de Chargaff sont un indice, et elles indiquent une structure dans laquelle A s’apparie avec T et G avec C. Personne ne sait encore quelle est cette structure.
La structure est trouvée en 1953, dans une course entre deux laboratoires. Au King’s College de Londres, Maurice Wilkins et Rosalind Franklin étudient l’ADN par cristallographie aux rayons X, une technique qui projette des rayons X sur un cristal et lit le motif des rayons diffusés pour en déduire l’arrangement des atomes. Franklin, une physico-chimiste réputée pour son travail méticuleux, produit l’image aux rayons X de l’ADN la plus nette jamais prise, connue sous le nom de Photo 51, en mai 1952, avec son doctorant Raymond Gosling. La photographie montre une forme en X marquée, la signature d’une hélice, et elle contient les informations nécessaires pour déterminer la structure. Franklin est prudente, et elle travaille elle-même sur la structure.
À Cambridge, James Watson, un biologiste américain, et Francis Crick, un physicien britannique, tentent de construire un modèle de l’ADN. Au début de 1953, Wilkins montre à Watson la Photo 51, sans que Franklin le sache ni l’autorise, et Crick a aussi accès à un rapport sur les conclusions non publiées de Franklin. Watson et Crick voient immédiatement ce que la photographie signifie, et en quelques semaines ils ont construit un modèle : deux brins, enroulés l’un autour de l’autre en double hélice, tenus ensemble par des paires de bases, A avec T et G avec C, dans exactement les proportions trouvées par Chargaff. La structure explique l’hérédité : les deux brins peuvent se séparer, et chacun peut servir de modèle pour un nouveau brin, copiant l’information exactement. Le modèle explique aussi la mutation : une erreur de copie change une lettre, et le changement est hérité.
Watson et Crick publient leur modèle dans la revue Nature le 25 avril 1953, dans un article d’à peine plus d’une page, se terminant par l’une des phrases les plus célèbres de la science : il ne nous a pas échappé que l’appariement précis que nous avons postulé suggère immédiatement un mécanisme de copie possible pour le matériel génétique. Dans le même numéro, Wilkins et Franklin publient leurs propres articles, avec les preuves aux rayons X. La double hélice n’est pas l’œuvre de deux hommes, et le prix Nobel qui suit, en 1962, attribué à Watson, Crick et Wilkins, n’inclut pas Franklin, morte en 1958 à l’âge de trente-sept ans, d’un cancer de l’ovaire, et qui ne peut recevoir un prix qui n’est pas décerné à titre posthume. L’omission est devenue l’injustice la plus célèbre de la science moderne, et la contribution de Franklin est désormais reconnue comme essentielle.
Connaître la structure n’est que le début. Le problème suivant est le code génétique : comment une séquence de quatre lettres épelle-t-elle une protéine faite de vingt acides aminés ? La réponse, élaborée au cours de la décennie suivante, est que l’ADN se lit par groupes de trois lettres, les codons, dont chacun désigne un acide aminé ou un signal d’arrêt. En 1958, Matthew Meselson et Franklin Stahl montrent que l’ADN se réplique de manière semi-conservative, chaque nouvelle double hélice conservant un ancien brin et un nouveau, exactement comme le modèle de Watson et Crick le prédit. En 1961, Marshall Nirenberg et Heinrich Matthaei montrent que le codon UUU désigne l’acide aminé phénylalanine, le premier mot du code à être lu, et le reste du code est déchiffré au cours des années suivantes, en grande partie par Nirenberg, Har Gobind Khorana et Robert Holley.
Le code s’avère universel, à quelques exceptions près : les mêmes codons signifient les mêmes acides aminés chez les bactéries, les plantes et les humains. Cette universalité est l’une des preuves les plus solides de la descendance commune de toute vie. Elle rend aussi le génie génétique possible, car un gène d’un organisme peut être lu par un autre. La découverte du code ouvre la voie à l’ADN recombinant, à la production d’insuline humaine dans des bactéries, aux cultures génétiquement modifiées et, finalement, à la lecture de génomes entiers.
Le grand projet suivant est de lire l’ensemble du génome humain, ses trois milliards de lettres. Le projet Génome humain, un effort international mené par les États-Unis, commence en 1990 et publie un brouillon de travail en 2001, avec la séquence achevée annoncée en 2003. Le projet découvre que les humains ont environ vingt mille gènes codant des protéines, bien moins que les cent mille que beaucoup attendaient, et que les différences entre deux personnes sont infimes, une fraction d’un pour cent du génome. Le génome révèle aussi qu’une grande partie de l’ADN humain ne code pas de protéines, et que les humains partagent la grande majorité de leurs gènes avec d’autres mammifères, et une large fraction avec des parents bien plus éloignés.
L’ADN transforme aussi le monde hors du laboratoire. En 1984, Alec Jeffreys, à l’université de Leicester, découvre l’empreinte génétique, la technique d’identification des individus par les motifs uniques de leur ADN, aujourd’hui utilisée dans les enquêtes criminelles, les tests de paternité et l’identification des victimes de catastrophes. L’ADN ancien, récupéré dans des os et des dents, réécrit l’histoire des migrations humaines, montrant que les humains modernes se sont croisés avec les Néandertaliens et les Dénisoviens, et retraçant le peuplement du monde. En 2012, Jennifer Doudna et Emmanuelle Charpentier, s’appuyant sur les travaux de beaucoup d’autres, transforment le système immunitaire bactérien CRISPR en outil d’édition de l’ADN, une technologie qui a déjà produit de nouvelles thérapies pour des maladies génétiques et de nouvelles cultures, et qui soulève de profondes questions éthiques.
La découverte de l’ADN n’appartient pas à une seule personne, et elle ne s’est pas produite en une seule année. Miescher trouve la substance. Avery prouve qu’elle porte l’hérédité. Chargaff trouve ses règles. Franklin photographie sa forme. Watson et Crick construisent le modèle. Des centaines d’autres déchiffrent le code, lisent le génome et transforment le savoir en médecine. La molécule que Miescher a grattée d’un pansement en 1869 s’avère être le livre d’instructions de la vie, et sa lecture est la grande aventure scientifique de l’époque moderne, encore en cours.
Cette notice s’appuie sur l’article de 1953 de Watson et Crick dans Nature, sur les articles compagnons de Franklin et Gosling et de Wilkins, sur l’article de 1944 d’Avery, MacLeod et McCarty, sur l’Encyclopaedia Britannica, sur les archives de l’organisation du prix Nobel et sur les histoires de référence de la biologie moléculaire, notamment The Eighth Day of Creation d’Horace Judson. Le récit de la Photo 51 et du rôle de Franklin suit les preuves exposées dans ces sources.