Qu’est ce que l’Acide désoxyribonucléique

Qu’est ce que l’Acide désoxyribonucléique

Le support de l’information chez tous les êtres vivants est le même du virus à l’être humain. Il s’agit de l’Acide Nucléique. Il peut être Désoxyribonucléique (ADN) pour la majorité des êtres vivants, ou Ribonucléique (ARN) pour certain virus (rétrovirus).

L’ADN est une macromolécule très longue en forme de filament. Il est composé de désoxyribonucléotides, eux-mêmes composés d’une base, d’ose (sucre) et d’un groupement phosphate. Il peut se répliquer de manière très exacte, grâce à un système de réparation efficace (fréquence d’erreur inférieur à 1 sur 1 million).

La réplication de l’ADN est nécessaire avant la division cellulaire. Elle se produit pendant la phases S du cycle cellulaire.

L’ADN et les ARN sont composés d’Acides Nucléiques (AN)

Les Acides Nucléiques (AN)

1 – Les bases

Les bases sont dérivées de deux noyaux hétérocycliques : pyrimidine et purine. Ce sont elles qui contiennent l’information génétique, tandis que les oses et le phosphates jouent un rôle structural = squelette ose-phosphate.

Les bases puriques : Uracile, Thymine, Cytosine

Les bases pyrimidiques : Adénine, Guanine

Base azotés : A = Adéhine T= Thymine G = Guanine C = Cytosine S = sucre P = phosphate

2 – Les Nucléosides

Les nucléosides correspondent à l’association d’une base et d’un pentose (ose a 5 carbones) grâce à une liaison ?-osidique (N-osidique) qui lie le N-9 d’une purine ou le N-1 d’une pyrimidine au C-1du pentose. Elle est dite ? car la base est située au dessus du plan de cycle de l’ose.

BASES RIBONUCLEOSIDES DESOXYRIBONUCLEOSIDES
ADENINE Adénosine Désoxyadénosine
GUANINE Guanosine Désoxyguanosine
CYTOSINE Cytidine Désoxycytidine
THYMINE ++ rare (thymidine) Désoxythimidine
URACILE Uridine

Ribonucleosides = bases + ribose Désoxyribonucleosides = bases + désoxyribose

Désoxy signifie que l’ose est dépourvu d’un atome d’oxygène présent sur le ribose.

3 – Les Nucléotides

Les nucléotides sont des esters phosphoriques de nucléoside.

Ribonucleotides = bases + ribose + acide phosphorique (de 1 à 3) Désoxyribonucleotides = bases + désoxyribose + acide phosphorique (de 1 à 3)

Il y a formation d’une liaison ester entre le sucre et le groupement phosphate se fait le plus souvent sur le C-5 de l’oses.

NUCLEOTIDE RIBONUCLEOTIDES DESOXYRIBONUCLEOTIDES
ADENOSINE Acide Adénylique AMP Acide Désoxyadénylique dAMP
GUANOSINE Acide Guanylique GMP Acide Désoguannylique dGMP
CYTIDINE Acide Cytidylique CMP Acide Désocytidylique dCMP
THYMIDINE ++ rare Acide Désothimydylique dTMP
URIDINE Acide Uridylique UMP

Les désoxyribonucléotides tri-phosphate (dATP, dGTP..) sont les précurseurs de la synthèse de l’ADN.

4 – Polynucléotides

Les polynucléotides sont des nucléotides unis par des liaisons 3’5’Phosphodiester. Le groupement hydroxy (OH) en 3’ du désoxyribonucléotide est uni au OH en 5’ du pentose adjacent par un pont phosphodiester. Les phosphates intermédiaires de la chaîne portent une charge négative au PH physiologique.

Dans un polynucléotide il y a n-1 liaisons, avec n = le nombre de nucléotides. Il y a deux extrémités :

– 5’ où se trouve le 5’ phosphate – 3’ où se trouve le groupement hydroxy (OH)

 

L’ADN

Découverte

En 1953 James Watson et Francis Crick (prix Nobel de médecine 1962) ont décrit une structure tri- dimensionnelle de l’ADN et quelques temps après les mécanismes de réplication. Cette découverte est importante car elle montrait la voie à suivre pour comprendre le fonctionnement des gènes. Watson et Crick ont analysé des figures de diffraction de Rosalind Franklin et de Maurice Wilkins et en ont déduit un modèle de structure.

Sa composition

 

Le squelette du DNA est invariant. Il est constitué de désoxyribose uni par des groupements phosphates. La partie variable du DNA est la séquence de ces 4 bases A, T, G, C.

La séquence d’une chaîne de DNA peut être représentée schématiquement par un trait pour l’ose et le phosphate et une lettre surmontant ce trait pour les bases.

Il existe plusieurs notations. La plus simple est pApGpCpT ou pAGCT. Une chaine d’ADN a une polarité comme les polynucléotides. On lie toujours une séquence du 5’OH vers le 3’OH.

Sa structure

 

La molécule d’ADN est constituée d’une très longue chaîne constituée de 3 milliards de paires de nucléotides ou bases. Chaque nucléotide se compose d’un acide phosphorique (P), d’un sucre (S) et de plusieurs bases : adénine(A), thymine (T), guanine (G) et cytosine (C).

 

Les nucléotides forment ainsi une double hélice inversée qui s’enroule de nombreuses fois sur elle-même. La répétition de ces 4 lettres dans un ordre forme le matériel génétique d’un individu. La disparition d’un seul acide aminé de cette chaîne peut déclencher des maladies infectieuses, parfois héréditaires

Caractéristiques importantes de l’ADN :

1 / Deux chaînes polynucléotidiques hélicoïdales enroulées autour d’un axe commun. Les chaînes ont des directions opposées.

2 / Les bases puriques et pyrimidiques sont à l’intérieure de l’hélice, les phosphates et les désoxyriboses sont à l’extérieure. Les plans des bases sont perpendiculaires à l’axe de l’hélice et les plans des oses sont presque perpendiculaires à ceux des bases.

3 / Le diamètre de l’hélice est de 20 A. Les bases adjacentes sont séparées de 3,4A et on passe de l’une à l’autre par une rotation de 36 degrés. Donc la structure hélicoïdale se répète tous les 10 résidus, c’est-à-dire à des intervalles de 34 A.

4 / les deux chaînes sont assemblées par des liaisons hydrogènes entre les paires de bases. L’A est toujours associée à la T et la C à la G.

5 / Aucune restriction n’est imposée à la séquence des bases le long de la chaîne polynucléotidique. La séquence des bases porte l’information génétique.

Un des aspects les plus importants de l’ADN est la SPECIFICITE d’appariement des bases entre elles. En effet, la distance entre deux sucres est de 10,8A, ceci ne laisse la place que pour une paire de bases purine – pyrimidine et non pas purine – purine. Une paire pyrimidine – pyrimidine peut se loger mais les bases sont trop éloignées pour faire des liaisons hydrogènes.

Qu’est-ce que l’ADN ?

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