Cours Biochimie Structurale - A.N - 2023-2024 - Pr. Derwich - PDF

UNIVERSITE SIDI MOHAMED BEN ABDELLAH FACULTE DES SCIENCES DHAR EL MEHRAZ FES DEPARTEMENT DE BIOLOGIE Filière SVT, Semestre 3 M 15: Biochimie structurale Structures et propriétés des acides nucléiques Pr. Elhoussine DERWICH Année 2023/2024...

UNIVERSITE SIDI MOHAMED BEN ABDELLAH FACULTE DES SCIENCES DHAR EL MEHRAZ FES DEPARTEMENT DE BIOLOGIE Filière SVT, Semestre 3 M 15: Biochimie structurale Structures et propriétés des acides nucléiques Pr. Elhoussine DERWICH Année 2023/2024 Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich Structures et propriétés des acides nucléiques Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich  Plan * Introduction * Définition des acides nucléiques * Les bases azotées * Le pentose * L’acide phosphorique : H3PO4 * Les nucléosides * Les nucléotides * Acide désoxyribonucléique (ADN) * Structure * Les différentes formes ADN * Propriété physico-chimiques de l’ADN * Hydrolyse * Acide ribonucléique (ARN) * Structure * Les différentes formes ARN * Propriétés chimiques des ARN * Hydrolyse. Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich  Introduction Histoire de la découverte des acides nucléiques Dates Auteurs Découverte 1869 Friedrich Miecher Nucléines à partir des noyaux des cellules du pus, Substance organique riche en phosphore 1927 Kossel et Levene Nucléine composée d’acide désoxyribonucléique: Polymère d’unités dénommées nucléotides 1928 Frederick Grigffith Transformation bactérienne 1944 Avery, Mc Leod et Mc Nature du matériel transformant Carty 1950 Chargaff Caractérisation de ADN 1952 Hershey et chase Confirmation que l’ADN est le matériel transformant 1952 Rosalind Franklin et Diffraction aux rayons X d’ADN Maurice Wilkins cristallisé 1953 Watson et Crick Structure en double hélice de l’ADN 2001 USA, GB, France, Séquençage complet du génome Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich  Introduction - Les acides nucléiques(AN) sont des composés générals des êtres vivants dont ils représentent 10-20% du poids sec, - Support de l’information génétique (ADN), - Effecteurs de l’expression de l’ADN en protéines, - Les acides ribonucléiques (ARN) sont répartis en 3 classes ARNm, ARNt et ARNr, - Constituants structuraux des coenzymes, - Selon la composition, Ils se divisent en 2 macromécules: acide désoxyribonucléiques Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich  Définition des acides nucléiques - Ce sont des macromolécules, présentes dans toutes les cellules des êtres vivants, - Poids moléculaire de 103 à 109 Da, - Constitués par l’enchainement des nucléotides (une base azotée (purique ou pyrimidique) + sucre (pentose) + groupement phosphoryle), - La différence entre ADN et ARN dépend de la nature du sucre et des bases azotées: sucre (pentose) bases azotées ARN Ribose Adénine, Guanine, Cytosine et Uracile ADN Désoxyribose Adénine, Guanine, Cytosine et Thymine Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich - Nucléoside: - Un nucléoside est la condensation d’un pentose avec une base azotée, - Nucléotide: - L’estérification du pentose d’un nucléoside par l’acide phosphorique produit un nucléotide, Liaison Liaison Acide ester Glucide (ose N-glycosidique Base phosphoriq ou azotée ue désoxyose) nucléoside nucléotide Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich  I. Les bases azotées Il existe deux classes de bases azotées des AN selon le noyau aromatique qui en constitue le squelette: - Le noyau pyrimidine: 1 noyau aromatique à 6 atomes ( 4 C et 2 N); les 2 N en position méta (n° 1 et 3), - Le noyau purine: 2 noyaux hétérocycliques accolés, un de 6 atomes et l’autre de 5 atomes, ayant 2 C en commun au milieu. Par rapport à ces C communs, les N occupent des positions symétriques (n° 1 et 3 à gauche, n° 7 et 9 à droite), Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich - Les bases azotées (bases nucléiques), sont des constituants organiques azotés présents dans les acides nucléiques sous forme de nucléotides dans les quels, elles sont liées à un pentose (ribose dans le cas de l'ARN et le désoxyribose dans le cas de l'ADN), - Les différentes bases rencontrées dans les AN en dérivent selon les substituants que portent les atomes de ces noyaux. De nombreux médicaments appartiennent aussi à ces 2 classes de bases azotées, - Les bases azotées sont des molécules aromatiques dont le noyau est soit une purine (bases puriques), soit une pyrimidine (bases pyrimidiques). Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich Structures et formes des bases azotées - Les purines ont un double noyau aromatique: A gauche un cycle hexagonal de 4 C et 2 N, A droite un cycle pentagonal de 3 C (dont 2 communs avec le précédent) et 2 N, Purine - Les pyrimidines ont un noyau aromatique à 6 atomes( 4 C et 2 N), les 2 N en position méta (n° 1 et 3), Pyrimidine Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich  Structures et formes des bases puriques: adénine et la guanine purine (imidazopyrimidine) adénine guanine (6-aminopurine) : noyau purine dont le (2 amino 6 - oxy-purine): noyau C 6 est substitué par une fonction purine dont le C 2 est substitué par amine. Elle est la seule des bases une fonction amine et le C 6 par une nucléiques dont la formule ne contient fonction cétone pas d’atome d’oxygène Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich  Structures et formes d’autres bases puriques: xanthine, hypoxanthine et acide urique - Il existe d’autres bases puriques, intermédiaire du métabolisme de l’adénine et de la guanine: xanthine, hypoxanthine et acide urique, Xanthine acide urique hypoxanthine (2,6 dioxypurine) est une est un constituant chimique (6-oxopurine) est molécule de la famille insoluble dans l’eau une base purique issue des purines, issue de la résultant de la dégradation de la réaction dégradation des des purines chez les êtres de désamination bases puriques: humains oxydative de l'adénine adénine, guanine et hypoxanthine, Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich  Structures et formes des bases pyrimidiques: cytosine, uracile et thymine pyrimidines ont un noyau aromatique hexagonal de 4 C et 2 N cytosine uracile (2 - oxy 4 – aminopyrimidine): (2,4 - dioxy-pyrimidine): noyau pyrimidine dont le C 4 noyau pyrimidine dont les est substitué par une fonction C 2 et 4 portent des amine et le C 2 par une fonctions cétone fonction cétone Thymine (5 méthyl-uracile ou 2,4-dioxy 5 méthyl – pyrimidine): noyau pyrimidine dont les C 2 et 4 portent des fonctions cétone, mais dont le C 5 est substitué par un méthyl Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich  Caractéristiques des bases azotées 1. Mésomèrie des bases azotées Effet mésomère: c’est une délocalisation d'électrons au nieau des molécules possédant au moins une double liaison (π). - Liaison conjuguée: alternance d’une double liaison avec simple liaison. Dans ce cas, la double liaison se convertira en uneliaison simple, ce phénomène est appelé effet mésomérie (résonance), - Liaison non conjuguée: double liaison non alternée avec liaison simple, Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich 2.Tautomérie des bases azotées Tautomérie: c’est la migration d'un atome d'hydrogène (preton) accompagné d'un changement de localisation d'une double liaison, ce qui conduit à la formation d’autres isomères avec des propriétés chimiques différentes: forme céto forme énol Forme Forme (lactame) (lactime) amino imino Conséquences: formation des bases fortement conjuguées, stabilisées et complétement planes, -Les effets tautomèriques sont à la base des mutations ponctuelles., Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich 3. Ionisation et stabilité des bases azotées - Ionisation: ce sont des bases faibles qui ne portent pas de charge à pH 7, ex: cytosine NH2 NH2 + H N pK = 4,2 N + H+ N N O H O H Solubilité: les bases sont peu solubles dans l'eau et relativement hydrophobes. La répulsion de l'eau par les bases entraîne un empilement de celles-ci (stacking). - Les groupes polaires carboxyles, amines et les atomes d'azotes des cycles sont aptes à établir des liaisons hydrogènes. Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich 4. Propriétés d’absorption des bases azotées - Spectre d’absorption des bases azotées dans UV est lié à la conjugaison, caractéristique des bases: absorption intense à 260 nm. Bases max azotées (nm) Adénine (A) 260 Uracile (U) 260 Thymine (T) 270 Cytosine (C) 270 Guanine (G) 245-275 Biologie génique / Pr. Raisonnier Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich 5. Propriétés chimiques des bases azotées 5.1. Désamination spontanée avec oxydation des groupes aminés exocycliques: cytosine uracile, adénine hypoxanthine, guanine xanthine, 5. 2, Altérations par les radiations énergétiques - UV: dimérisation des pyrimidines, - radiations ionisantes: ouvrent les cycles et les cassent, 5. 3. Action des agents chimiques - HNO2, nitrosamines, nitrites, nitrates, hydrogénosulfite: action désaminante utilisée dans l'effet conservateur vis à vis des bactéries, - peroxydes , radicaux libres + lumière: oxydation des doubles liaisons, Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich  II. Le pentose Selon la catégorie des acides nucléiques: -D-ribose pour les acides ribonucléique (ARN), -D-2 désoxyribose pour les acides désoxyribonucléiques (ADN - Configuration: Série D - Cyclisation hémiacétalique: furanose - Anomérie:  - Numérotation des carbones de 1' à 5'. Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich  Les produits de condensation: Nucléosides Nucléoside: base + sucre N bases N3 4 N1 6 5 7 bases 5 2 6 8 purines pyrimidines 2 4 1 3 9 N H2O N N H 2O 5’ H 5’ H HOH2C O OH HOH2C O OH 4’ 1’ 4’ 1’ Pentose Pentose 3’ 2’ 3’ 2’ (sucre) (sucre) OH OH / H OH OH / H Formation d’une liaison carbone-azote entre base et sucre: Liaison N-glycosidique Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich  Conformations des nucléosides - Les rotations autour de la liaison N- osidique engendrent: deux conformations: syn et anti. Conformations pour les bases: purines pyrimidines syn-adénosine anti-adénosine syn-cytidine anti-cytidine N B: Les nucléosides pyrimidiques, présentent seulement la conformation anti, car présence d’une gène stérique entre le carbone 2 de la base pyrimidique( C=O) et l‘O2 du noyau furanose). Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich  III. L’acide phosphorique (H3PO4) Formes ioniques de l’acide phosphorique en fonction de pKa O pKa= 11,9 HPO42- PO43- OH P OH + H+ pKa= 2,1 H3PO4 H2PO4 OH pKa= 7,2 - + H+ O O - O P OH + R-OH - O P O- R + H2O O- O- Forme majoritaire à pH physiologique (7,4) Fonction ester phosphorique Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich  Liaison acide phosphorique- sucre C’est une liaison phosphoester qui se forme entre le OH du C 5’ du ribose (desoxyribose) et H de l’acide phosphorique avec libération d’une molécule H2O, OH 5’ HO-H2C O OH acide O P OH + 4’ 1’ Ribose/ O- phosphorique desoxyribose 3’ 2’ H2O OH OH / H OH 5’ O P O CH2 O OH O- Liaison 4’ 1’ 3’ 2’ phosphoester OH OH / H Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich  Acide phosphorique dans un nucléotide Formation de deux types de liaisons: - Liaison phosphoester, - Liaisons anhydride Bases d’acide, A, T, G, C Liaison Liaisons anhydride phosphoes d’acide ter Desoxyribonucléotide Triphosphate (dNTP) - La valeur du pKa de la 2 éme fonction acide du dernier acide phosphorique est de 7:  à pH 7, 50% forme protonée, 50% forme déprotonée. - Les nucléotides ont une charge négative à pH physiologique, => caractère anionique. Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich  IV- Les produits d’hydrolyses partielles IV-1. Les nucléosides - Les nucléosides sont des hétérosides azotés constituées d'une base nucléique liée à un pentose par une liaison glycosidique, - La liaison glycosidique (liason osidique) se fait entre le OH porté par le C 1’ du pentose et l'azote N1 d'une pyrimidine ou N9 d'une purine, avec libération de molécule d’eau, Bases azotées + Sucres (pentose) Nucléosides+ Eau Ex: ribonucléosides Ex: désoxyribonucléosides adénosine désoxyadénosine Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich IV.1.1. Nomenclature des nucléosides Par convention: - Les nucléoside sont désignés par un nom commun à terminaison variable avec la base: - Bases pyrimidines = racine de base + idine Uracile uridine Thymine thymidine Cytosine cytidine - Bases Purines = racine de base + osine Adénine adénosine Guanine guanosine Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich IV. 1.2. Propriétés des nucléosides - Les nucléosides puriques sont rapidement hydrolysés en milieu acide. Les nucléosides pyrimidiques nécessitent un milieu acide plus concentré, - En milieu alcalin, les liaisons N-glycosidiques sont stables, - La liaison avec le désoxyribose est plus labile qu'avec le ribose. Dans la réaction de Feulgen, le désoxyribose est libéré donnant une réaction positive (mise en évidence de l'ADN), - Les nucléosides absorbent la lumière comme les bases azotées. Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich IV. 1. 3. nucléosides naturels et nucléosides de synthèse: Nucléosides naturels : - Constituants de cofacteurs ou coenzymes: S adénosylméthionine, coenzyme B12 - Précurseurs métaboliques: Inosine phosphate précurseur de l'adénosine et guanosine - Antibiotique: la puromycine (O-méthyltyrosine- 3' ribosamine-N-diméthyladénine) secrétée par Streptomyces est un inhibiteur de la synthèse protéique Nucléosides de synthèse : - 3'-désoxyadénosine: active sur le Bacillus subtilis, - 6-azauridine: traitement des affections cutanées, Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich  IV. 2. Les nucléotides - Les nucléotides sont des esters phosphoriques de nucléosides. - Les nucléotides sont constituées d'une base nucléique liée à un pentose par une liaison glycosidique et ce dernier est lié à l’acide phosphorique par une liaison ester phosphorique, Nucléotides = Acide phosphorique + Pentose + Base azotée IV. 2.1. Les mononucléotides Ce sont les monomères des acides nucléiques, formés par esterification, d’un OH de C'5 du pentose par l'acide phosphorique un nucléoside monophosphate, Bases Acide azotées phosphorique ribose/ désoxyribose Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich IV. 2.1. 1. Nomenclature des mononucléotides - adénosine 5'-monophosphate (5'-AMP ou AMP), de même pour GMP, UMP et CMP, - Pour le 2'-désoxy-D-ribose, on a du dAMP: désoxyadénosine monophosphate, Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich IV. 2.2. Les polynucléotides - Les polynucléotides sont formés d’ un enchaînement de nucléosides 5’ monophosphates reliés entre eux par des liaisons 3’-5’ phosphodiester (la fonction alcool 3’ de pentose et la fonction acide phosphorique situé sur l’alcool 5’ du pentose suivant), - Formation d’ un enchaînement de type 5’-3’-5’-3’-… - Selon le nombre des nucléotides, on distingue les dinucléotides, (2), les trinucléotides (3), les tétranucléotides (4)...... Les oligonucléotides,…les polynucléotides, - Formation des chaînes polynucléotidiques dont la séquence est composée de nucléotides (bases, riboses/ désoxyribose et phosphates) reliés par des liaisons phosphodiesters, - Les bases azotées ne rentrent pas dans cet enchaînement et sont rejetées vers l'extérieur, - La chaine polynucléotidique est orientée de 5' vers 3' par rapport au pentose. On écrit de gauche à droite, du 5' au 3‘ ( extrémité 5': phosphate et extrémité 3': OH libre), Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich  Base azotée Schématisation : pentose phosphate = ApGpCpApT = AGCAT Si extrémité 5' phosphorylée : p AGCAT Si extrémité 3' phophorylée : AGCATp Si pentose = 2-désoxyribose : d AGCAT (T remplace U dans les ADN) Les acides nucléiques correspondent à des polynucléotides. Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich  IV. 2.3. Les dérivés des nucléotides En dehors des AN, les nucléotides entrent également dans la structure de composés dont les rôles sont essentiels. Nucléosides 5'-diphosphate et triphosphate : C'est un acide polyprotique fort : 3 ou 4 charges négatives à pH neutre. Son hydrolyse libère de l'énergie. Cette forme peut engendrer des complexes stables avec des cations divalents comme Ca2+ et Mg2+(dans la cellule, c'est surtout Mg2+ ). On obtient des MgATP ou des MgADP et ainsi de suite pour chaque nucléoside. Les NTP sont des transporteurs d'énergie chimique : ATP : utilisation générale GTP : Synthèse protéique CTP : synthèse de phospholipides UTP : activation des sucres à biosynthèse de polyosides Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich Propriétés et caractéristiques des polynucléotides 1. solubles dans l'eau 2. Fortement chargés et acides 3. L'association avec Mg2+temporise les répulsions électrostatiques 4. Absorbent dans l'UV 5. Composés à haut potentiel énergétique : la liaison entre 2 phosphate est une liaison anhydride d'acide qui présente une enthalpie libre d’hydrolyse très supérieure à celle d'une simple liaison ester : 30 kJ.mol-1 contre 10 kJ.mol-1. Cette liaison constitue une forme de réserve d’énergie utilisable par la matière vivante. 6. Forte densité de charges négatives 7. Constituants de coenzymes : l’adénosine 5’ diphosphate entre dans le composition du NAD, NADP et le FAD. On peut les séparer par chromatographie échangeuse d'ions et chromatographie de partage en phase inverse. Certains nucléotides polyphosphates ont un rôle dans la communication cellulaire. Quand ils sont libérés hors d’une cellule, ils jouent le rôle de médiateur cellulaire en allant se fixer sur des récepteurs de cellules cibles (action activatrice). Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich *Les nucléotides cycliques: L'acide phosphorique est estérifié sur deux fonctions –OH du ribose. En général ce sont ceux du C'5 et C'3. On obtient de l'AMPc: Adénosine 3',5'-cyclique monophosphate et ainsi de suite pour GMPc. Rôle : dans les communications intracellulaires : l’AMPc est un "second messager" : il assure le relais intracellulaire d’un signal extracellulaire (provenant d’un premier messager (hormone ou autre) par fixation sur un récepteur extracellulaire). Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich Les rôles des nucléotides sont multiples : *Rôles à l’état polynucléotidique: Composition des AN supports de l'information génétique: ADN et ARN * Rôles à l’état mononucléotidique : - Composés à haut potentiel énergétique - Composants structuraux des coE - Seconds messagers intracellulaires - Médiateurs extracellulaires - Agents de régulation des protéines Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich Les acides nucléiques sont des enchaînements de nucléosides 5'-phosphates dont l'assemblage est réalisé par une liaison phosphodiester. Les deux types d'acides nucléiques sont : - ADN (acide désoxyribonucléique) composé de : - un ose qui est le 2'-désoxyribose - la base est soit : adénine ou guanine (purine), soit cytosine ou thymine (pyrimidine) - ARN (acide ribonucléique) composé de : - un ose qui est le ribose - la base est soit : adénine ou guanine (purine), soit cytosine ou uracile (pyrimidine) l'ADN peut contenir des bases méthylées l'ARN contient différentes bases modifiées La différence entre les 2 oses a des conséquences très importantes entre ces deux polymères : la présence de OH en 2' du ribose interdit tout appariement pour former des duplex de chaînes. Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich La structure primaire des polymères 1. La taille des polymères nucléiques La taille des acides nucléiques est exprimée en trois unités selon l'usage : - la longueur - la masse moléculaire en Dalton (Da) - le nombre de nucléotides (ou bases), noté b, pour les molécules simple brin et le nombre de paires de base, noté pb, pour les molécules double brin. Pour les ARN, le nombre de nucléotides varie de plusieurs dizaines à plusieurs milliers : - ARN ribosoamux : de 100 à 5000 b - ARN de transfert : de 75 à 90 b - ARN messagers : fonction du gène transcrit Pour les ADN, le nombre de nucléotides varie de 5000 à plus de 100 millions de pb. Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich  2. La liaison phosphodiester les AN sont des enchainements de nucléotides 5’ phosphate dont l’assemblage est réalisé par une liaison phosphodiester: dinucléotide Le sens de la chaîne va de l'extrémité 5' qui est phosphorylée à l'extrémité 3' qui porte un groupe -OH. 5'P --------------> 3'OH Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich  ACIDES NUCLEIQUES Dans les cellules les nucléosides sont retrouvés sous forme mono, di- et triphosphates. AMP CMP GMP UMP ADP CDP GDP UDP métabolisme ATP CTP GTP UTP molécules de base de la synthèse d’ARN… dAMP dCMP dGMP dTMP dADP dCDP dGDP dTDP dATP dCTP dGTP dTTP molécules de base de la synthèse d’ADN… Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich  ADN ARN Liaison 3’-5’ Phosphodiesters Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich La structure secondaire des polymères Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich  ADN Structure en double hélice, Brins sont antiparallèles, Liaisons H intercaténaires maintiennent la structure. Ces liaisons se forment entre les bases azotées des nucléotides. Appariement des bases (règles de Chargaff): - Purine = pyrimidine - [A]=[T] et [C]=[G] Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich ADN: structures secondaires A, B et Z En solution: ADN B, forme principale. Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich  et à l’intérieur petit et grand petit et grand sillon sillon Pas de petit sillons  Caractéristiques des formes de l’ADN caractéristiques A B Z sens de droit droit gauche l'enroulement pb par tour 11 10,5 12 pas 2,8 nm 3,4 nm 4,5 nm diamètre 2,3 nm 2 nm 1,8 nm sillons petit + + - grand + + + conformation anti anti syn Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich Propriété physico-chimiques de ADN * Taille * Fibreuses * Dense * Chargées négativement * Absorbe dans l’UV à 260 nm * Se dénature sous l’effet de la chaleur, du pH alcalin et de l’urée Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich Propriété physico-chimiques de ADN Absorption: Les bases A, T, G, C, U ont une absorption maximale à 260 nm Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich  Dénaturation - renaturation L'effet hyperchrome Dénaturation thermique Température Température de Températuredede ADN dénaturé Chaleur fusion fusion Fusionfusio Tm: température de fusion fonction de la taille, du nombre de GC et de la force ionique Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich  Renaturation Lors d'un refroidissement lent, l'absorption suit la courbe de fusion en sens inverse. Lors d'un refroidissement rapide, l'absorption ne suit pas la courbe de fusion en sens inverse mais une autre courbe qui n'aboutit à la même valeur originale de l'absorption, mais à une valeur plus élevée : c'est le phénomène d'hystérésis Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich  ARN: formes ARN messager (ARNm): copie de transcription de l’ADN ( un équivalent à l’ADN). ARN ribosomique (ARNr): ARN des ribosomes, contient qqs nucléotides modifiés (entres autres la pseudouridine). Ribosomes traduisent l’information génétique contenue dans ARNm en une séquence d’aa. ARN de transfert (ARNt): transportent les aa nécessaires à la synthèse des protéines. Petits ARN nucléaires (ARNpn): ne sont jamais à l’état libre; ils sont liés aux complexes protéiques stables. Maturation des transcrits primaires et le transport de ARNm vers le cytoplasme. Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich ARN: structures secondaires et tertiaires - Unique brin - Régions reliées par les liaisons H : aspect de double brin. - Structures secondaires caractéristiques de l’ARNt et de l’ARNr (ARNm?). - Les régions double brin diffèrent de l’ADNB en raison de la présence d’un OH en 2’ (ressemble à l’ADN-A). Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich ARNt - Structure en feuille de trèfle, - Une seul brin de 73 à 94 (60-95) nucléotides. - Résidus modifiés dihydrouridine (bras D), ribothimidine et pseudouridine (bras TψC) qui stabilisent la forme 3D. Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich Propriétés chimiques des ARN - L’ARN est relativement résistant à l’hydrolyse acide, l’ADN résiste à l’hydrolyse alcaline. - Nucléases sont des enzymes qui hydrolysent les AN: coupent la liaison phosphodiester. - Nucléases: ARNases et ADNases - Exonucléases et endonucléases Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich  HYDROLYSE DES AN 1-Hydrolyse alcaline Par la soude ou la potasse, uniquement sur les ARN Libère des nucléotides sous forme de : nucléoside 2’monophosphate et nucléoside 3’monophosphate Rq. : ADN ne peut pas être hydrolysé de cette façon, car nécessite un groupement OH en 2’ pour la réaction. 2-Hydrolyse acide (à chaud) : non intéressante car hydrolyse toutes les liaisons et non uniquement la liaison phosphodiester) Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich Hydrolyse alcaline des ARN Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich  Hydrolyses enzymatiques Nucléases Substrats Type de coupure Spécificité Produits Type spécificité coupure Exonucléases Phosphatase alcaline ARN, ADN a 3’ Supprime le ARN ou ADN + Pi phosphate en 3’ Phosphodiestérase de ARN, ADN a 3’ Extrémité 3’ 5’NMP, 5’dNMP venin de serpent (s) Nucléosides monophosphates Phosphodiestérase de ARN, ADN b 5’ Extrémité 5’ 3’NMP, 3’dNMP la rate de veau (s) Exonucléase I de E. ADN (s) a 3’ Extrémité 3’ 5’dNMP Coli Exonucléase III de E. ADN (d) a 3’ Extrémité 3’ 5’dNMP + ADN (s) Coli Endonucléases (soit ARN soit ADN) ARNase pancréatique ARN (s) b 5’ -Pyr (U,C)#N Oligonucléosides de veau 3’ P ARNase T1 ARN (s) b 5’ - G#N Oligonucléosides d’Aspergillus 3’ P Takadiatase ARN (s) b 5’ -Pur(A,G)#N Oligonucléosides 3’P Désoxyribonucléase I ADN (s) a 3’ -Pur (G,A)#N Oligonucléosides pancréatique 5’P Différents types de coupure d’un pont phosphodiester: 5’ 3’ Cours de BS, S3, 2023/2024 Pr. Derwich