L’acide désoxyribonucléique (ADN) complémentaire est un ADN dans lequel la séquence des molécules constitutives sur un brin de la structure bicaténaire correspond chimiquement à la séquence sur l’autre brin.
Une analogie utile consiste à se représenter une clé et une serrure. Bien qu’il existe de nombreux types de clés, un seul modèle correspond aux contours de la serrure et s’insère donc dans la serrure. Les différentes molécules chimiques qui composent l’ADN ne s’associent pas non plus de manière non spécifique. Un ajustement « serrure dans la clé » fonctionne au niveau moléculaire.
Les molécules chimiques qui composent l’ADN sont connues sous le nom de bases nucléotidiques. Il existe quatre types courants de bases : l’adénine (A), la cytosine (C), la guanine (G) et la thymine (T). Selon le principe chimique de la « serrure et de la clé », un A sur un brin s’apparie toujours avec un T sur l’autre brin. De même, un C sur un brin s’apparie toujours avec un G sur l’autre brin. Les deux brins sont décrits comme complémentaires l’un de l’autre.
L’ADN complémentaire (ADNc) est une copie d’une région d’un brin d’ADN. Par exemple, si le brin d’ADN original avait une séquence de ATT, la séquence complémentaire sera TAA. L’ADNc se fixera au site complémentaire sur le brin d’ADN.
L’ADN complémentaire est important à l’état naturel, dans la fabrication de nouvelles copies d’ADN, et est devenu un outil expérimental important. Dans la réplication de l’ADN, les deux brins sont déroulés l’un de l’autre. Une molécule appelée ADN polymérase parcourt la longueur de chaque brin, réalisant une copie complémentaire de chaque brin. En d’autres termes, chaque brin agit comme un modèle pour produire un brin complémentaire. Les deux nouveaux brins sont complémentaires l’un de l’autre et peuvent donc se joindre l’un à l’autre dans un processus appelé recuit. Les anciens brins sont également recuits. Le résultat est deux copies complètes d’ADN.
L’ADN complémentaire a été exploité pour développer des techniques de recherche et pour produire des produits commerciaux génétiquement modifiés. Un exemple classique d’ADNc est la technique de la réaction en chaîne par polymérase (PCR). La PCR imite le processus de fabrication de l’ADN dans un tube à essai. Dans une série de réactions, une portion d’ADN cible est copiée, et les copies elles-mêmes servent de modèles pour d’autres copies. La séquence d’ADN originale est amplifiée pour produire un milliard de copies en quelques minutes.
Parce que l’acide ribonucléique (ARN) est fabriqué en utilisant l’ADN comme modèle, le phénomène des brins complémentaires s’étend également à l’ARN. L’ARN est composé de quatre bases : l’adénine (A), la cytosine (C), la guanine (G) et l’uracile (U ; au lieu de la thymine présente dans l’ADN). Dans le scénario de la serrure dans la clé, un A s’apparie avec le U) sur l’autre brin, et un C s’apparie toujours avec un G. L’ARN complémentaire (ARNc) est une copie d’un brin d’ARN qui se lie à la région appropriée de la molécule originale. Si le brin d’ARN original avait une séquence de base de AUU, par exemple, la séquence du brin d’ARNc serait UAA.
L’association d’un brin d’ADN ou d’ARN à son complément est l’un des outils de recherche de base du biologiste moléculaire. La liaison d’un complément peut identifier les régions cibles de l’ADN ou de l’ARN, et peut être utilisée pour perturber le processus de fabrication de l’ADN. Si l’ADN complémentaire est marqué par un composé fluorescent, la liaison de la sonde fluorescente peut être visualisée à l’aide d’un microscope. Cela permet d’examiner la synthèse de l’ADN en « temps réel ».