Faits: A. La société immobilière E._ est propriétaire de la parcelle 128 de la commune de Genève-Petit-Saconnex. La fondation A._ détient les parcelles 129 à 132 de la même commune, F._ sur les parcelles 133 à 135 et G._ la parcelle 137. Ces sociétés sont toutes copropriétaires de la parcelle 136. Ces terrains, situés en deuxième zone de construction, font partie d'un îlot, entouré par l'avenue Blanc, la rue Denjean, la rue de Lausanne et la rue du Valais et traversé en son centre, d'est en ouest par la rue Dentand et du nord au sud par la rue des Garages. De part et d'autre de la rue Dentand, au nord et au sud de l'îlot, se trouvent deux grands jardins surélevés, entourés de hauts murs et bordés par deux lignées de garages qui sont sis sur leur limite est, le long de la rue éponyme. Des immeubles de sept étages sur rez, dont certains sont propriétés des sociétés prénommées, sont disposés autour de ces jardins. Sur la parcelle 137 sont construits dix-sept des garages précités et la parcelle 136 abrite le jardin sud de l'îlot. B. Le 13 décembre 2006, la société B._ a requis du Département cantonal des constructions et des technologies de l'information (ci-après: le DCTI) la délivrance d'une autorisation de construire définitive portant sur la construction d'un immeuble de sept niveaux comprenant trente-cinq logements, d'un parking de cinquante places et d'une nouvelle chaufferie, à l'emplacement du jardin et des garages (parcelles 136 et 137). L'autorisation correspondante de démolir le local-citerne et les dix-sept garages existants, ainsi que celle d'abattre les arbres du jardin actuel, laissé à l'abandon, a été sollicitée par requête du même jour. Le 9 janvier 2007, la commission d'architecture du canton de Genève a émis des doutes quant à l'opportunité de remplir, comme le faisait le projet, des espaces urbains aménagés à l'origine pour former des cours. Elle sollicitait, en conséquence, l'avis préalable de la commission cantonale des monuments, de la nature et des sites ainsi que celui de la commission d'urbanisme du Département cantonal du territoire (actuellement le Département de l'intérieur et de la mobilité). Après s'être rendue sur place, la sous-commission architecture de la commission des monuments, de la nature et des sites a décerné un préavis défavorable le 20 février 2007. La commission d'urbanisme a aussi rendu un préavis défavorable le 22 février 2007. Le 23 mars 2007, la direction de l'aménagement du territoire a déclaré souscrire au préavis de la commission d'urbanisme et a décerné un préavis défavorable au projet. La commission d'architecture a rendu son préavis le 3 avril 2007 et s'est également montrée défavorable au projet; elle se ralliait aux conclusions de la commission et de la sous-commission précitées. La Ville de Genève s'est opposée au projet dans son préavis du 27 février 2007. La fondation I._ ainsi que la société d'art public, section genevoise du patrimoine suisse, se sont également montrées opposées au projet. Le 12 septembre 2007, le domaine nature et paysage du DCTI a préavisé favorablement le projet sous réserve des conditions jointes à l'autorisation d'abattage des arbres. Par décision du 6 décembre 2007, le DCTI a délivré à la société B._ l'autorisation demandée, ainsi que les autorisations de démolir et d'abattage des arbres, considérant que la construction respectait les exigences de la loi genevoise du 14 avril 1988 sur les constructions et installations diverses (ci-après: LCI). C. La Ville de Genève ainsi que l'association C._ et D._ ont porté leur cause devant la commission cantonale de recours en matière de constructions (actuellement la commission cantonale de recours en matière administrative; ci-après: la commission de recours), qui, par décision du 14 avril 2008, a admis les recours et annulé les autorisations du DCTI du 6 décembre 2007. D. Les sociétés A._ et B._ ainsi que le DCTI ont recouru auprès du Tribunal administratif du canton de Genève (ci-après: le Tribunal administratif) contre la décision précitée de la commission de recours. Après avoir effectué un transport sur place en présence des parties et de la commission des monuments, de la nature et des sites et entendu en qualité de témoin l'architecte H._, le Tribunal administratif a rejeté les recours par arrêt du 6 octobre 2009. Il a considéré que le jardin et les garages sur lesquels devait s'implanter la construction projetée faisaient partie d'un ensemble digne d'être protégé au sens des art. 89 ss LCI. En substance, il résultait des préavis unanimes et nombreux émis par les autorités spécialisées en matière de protection du patrimoine, que les constructions sises sur le site procédaient d'une conception d'ensemble, basée sur un plan d'aménagement conçu par les architectes I._ et J._ en 1926, qui se caractérisait par une alternance de densité et d'espaces, avec des immeubles hauts et importants, disposés autour de squares ouverts et plantés, dotés d'une bonne exposition et d'une vue dégagée. Ce résultat était conforté par le fait que le périmètre concerné faisait partie de l'inventaire ISOS des sites construits à protéger en Suisse et que le jardin avait été répertorié lors du recensement ICOMOS des jardins et parcs historiques. E. Agissant par la voie du recours en matière de droit public, A._ demande au Tribunal fédéral d'annuler l'arrêt du Tribunal administratif du 6 octobre 2009 et, statuant à nouveau, de rétablir l'autorisation définitive de construire du 6 décembre 2007. Subsidiairement, elle conclut au renvoi de la cause au Tribunal administratif pour nouvelle décision dans le sens des considérants. La recourante se plaint d'une constatation arbitraire des faits ainsi que d'une application arbitraire du droit cantonal. Le Tribunal administratif s'en rapporte à justice quant à la recevabilité du recours et persiste dans les considérants et le dispositif de son arrêt. Le DCTI demande au Tribunal fédéral d'admettre le recours et de rétablir les autorisations de construire, de démolir ainsi que d'abattre les arbres du 6 décembre 2007. Le Département cantonal de l'intérieur et de la mobilité se réfère à la réponse et aux conclusions du DCTI. La Ville de Genève conclut au rejet du recours. L'Association C._ ainsi que D._ concluent au rejet du recours dans la mesure où il est recevable.