Génétique 2ème année Médecine : Structure des acides nucléiques

Structure des Acides Nucléiques

• Les acides nucléiques sont des molécules présentes dans le noyau et le cytoplasme des cellules, formées par la répétition d'une sous-unité appelée nucléotide.
• Ils sont composés de bases azotées, de sucres et d'acide phosphorique.

Les Bases Azotées

• Les bases azotées sont des composés essentiels des acides nucléiques, dérivant du noyau purique ou pyrimidine.
• Les bases puriques (Adénine et Guanine) dérivent du noyau purique et résultent de la substitution des atomes d'hydrogène de l'hétérocycle par des radicaux hydroxyles, amines ou méthyles.
• Les bases pyrimidiques (Cytosine, Thymine et Uracile) dérivent du noyau pyrimidine et résultent de la substitution des atomes d'hydrogène de l'hétérocycle par des substituants hydroxyles, amines ou méthyles.
• Les bases azotées ont des propriétés physico-chimiques particulières :
  • Résistance à l'oxydation
  • Absorption caractéristique dans l'UV
  • Présence de substituants hydroxyles et amines permettant la tautomérie

Les Osés

• Les oses sont des pentoses sous forme furanique, qui se retrouvent dans les nucléotides des acides nucléiques.
• Deux types d'oses sont distingués :
  • Le beta D (-) ribose
  • Le beta D (-) 2 désoxyribose

Les Nucléosides et Les Nucléotides

• Les nucléosides résultent de la combinaison covalente d'une base et d'un sucre par une liaison béta N glycosidique.
• Les nucléotides sont des esters phosphoriques des nucléosides, avec un groupement phosphoryle qui peut se fixer sur un OH libre de l'ose.

Structure d'un Polynucléotide

• Un polynucléotide est un polymère de nucléotides, formé de plusieurs nucléotides unis par des groupements phosphates.
• La structure peut être présentée schématiquement, avec des liaisons phosphodiester entre les nucléotides.

Structure de l'ADN

• L'ADN est une molécule d'importance biologique, support de l'information génétique.
• L'ADN est localisé principalement dans le noyau, mais il existe également de l'ADN dans le cytoplasme (ADN mitochondrial).
• L'ADN est formé de deux brins de polynucléotides, hélicoïdaux et antiparallèles, avec une règle de complémentarité :
  • A=T et G=C
  • A+G = C+T et A+T = G+C
• L'ADN a une forme de double hélice, avec des liaisons hydrogènes entre les bases.

Conformations de l'ADN

• L'ADN peut adopter différentes conformations :
  • Conformation A (majoritaire in vitro)
  • Conformation B (la plus fréquente in vivo)
  • Conformation Z (rare)

Propriétés Physico-Chimiques de l'ADN

• Le poids moléculaire de l'ADN est très élevé, atteignant jusqu'à 3 10^12 daltons.
• L'ADN est insoluble dans les solvants organiques, mais soluble dans l'eau.
• L'ADN a une charge électrique négative, due aux groupements phosphates.
• L'ADN absorbe les rayons UV, avec une longueur d'onde de l'absorption maximale à 260 nm.

Structure de l'ARN

• L'ARN est un polymère de ribonucléotides, avec une seule chaîne.
• Les bases azotées de l'ARN sont A, U, G et C.
• L'ARN est synthétisé à partir de l'ADN par transcription.

Les Différents Types d'ARN

• ARN codants :
  • ARNm (ARN messager) : contient l'information génétique pour la biosynthèse d'une protéine
  • ARNt (ARN de transfert) : permet le transport des acides aminés vers le ribosome
• ARN non codants :
  • ARNr (ARN ribosomique) : représentent plus de 80% des ARN cellulaires totaux
  • ARNt (ARN de transfert) : permet le transport des acides aminés vers le ribosome
  • snRNA (petits ARN nucléaires) : impliqués dans l'épissage et la maturation des ARNm
  • snoRNA (petits ARN nucléolaires) : impliqués dans la maturation des ARNr
  • microARN : jouent un rôle dans la régulation de l'expression des gènes
  • lncRNA (longs ARN non codants) : favorisent l'interaction de protéines, guident des complexes protéiques vers leurs gènes cibles, séquestrer des protéines ou des miARN