Les Acides Nucléiques PDF

# Les Acides Nucléiques ## Introduction - La fonction principale des acides nucléiques est stocker l'information génétique dans le noyau chez les eucaryotes. Cette information détermine le développement et le fonctionnement d'un organisme. - La reproduction (caractéristique de tous les êtres vivan...

# Les Acides Nucléiques ## Introduction - La fonction principale des acides nucléiques est stocker l'information génétique dans le noyau chez les eucaryotes. Cette information détermine le développement et le fonctionnement d'un organisme. - La reproduction (caractéristique de tous les êtres vivants) permet la transmission de l'information génétique: - Les organismes héritent tous cette information génétique. - Toute cellule est aussi issue d'une cellule préexistante, de sorte que cette information doit se répliquer et passer de la cellule mère à ses descendants à chaque division. - Au cours de la division cellulaire, chacun des chromosomes est reproduit intégralement. - Une copie de chaque chromosome migrera dans chacune des 2 cellules obtenues à la fin de la division. - Le support de l'information génétique est l'acide désoxyribonucléique (ADN). - L'ADN stocke l'information nécessaire à la synthèse de toutes les protéines qui s'expriment les divers types cellulaires de l'organisme vivant. Il existe un intermédiaire entre l'ADN et les protéines. - Cet intermédiaire est l'acide ribonucléique (ARN) qui copie les messagers codés dans la molécule de l'ADN et dirige la synthèse des protéines, dont certaines catalysent la polymérisation même de l'ADN et de l'ARN. ## Structure - Les acides nucléiques (ADN et ARN) sont des macromolécules, composées de molécules simples et comportent des sous-unités appelées nucléotides. - Ce sont des polymères de nucléotides. - Un nucléotide comporte 3 composants: - un ose - une base - l'acide phosphorique - La molécule d'ADN est constituée en règle de 2 chaînes (ou brins) de nucléotides. - Les molécules d'ARN sont le plus souvent sous forme d'un seul brin. ## Bases Azotées - Les bases azotées des acides nucléiques appartiennent à 2 classes de molécules selon le noyau hétérocycles azotés à caractère basique: - Classées comme soit purines ou pyrimidines. - **Purines:** Deux noyaux accolés, un de 6 atomes et l'autre de 5 atomes, ayant 2 carbones en commun au milieu. - **Pyrimidines:** Un seul noyau à 6 atomes, 4 carbones et 2 azotes. - Les bases azotées sont: Adénine, Guanine, Thymine, Cytosine, Uracile. ## Aldopentoses - L'ose à 5 carbones, est soit le D-ribose (ARN) ou le D-désoxyribose (ADN). - Ils se trouvent sous forme furanique et configuration β, ils sont numérotés en « prime » pour les distinguer des bases. ## Structure des Nucléosides et des Nucléotides - Nucléoside = base + ose (ribose ou désoxyribose). - La liaison est N osidique = N1 pyrimidine ou N9 la purine avec C'1 pentose - En raison de la configuration ẞ du C'1, la base est située au dessus du plan du cycle du pentose et dans un plan perpendiculaire au plan de ce dernier. ## Groupement Phosphate (ou Acide Phosphorique) - Identique pour les nucléotides de l'ADN et de l'ARN. - Fixé sur l'atome de carbone 5' du pentose. - L'ion phosphate PO43- est un dérivé de l'acide phosphorique H3PO4 par perte de plusieurs atomes d'hydrogène. - Les pyrophosphates sont constitués de 2 molécules de phosphate condensées. - La combinaison de la base azotée et du sucre pentose, sans aucun groupe phosphate, s'appelle un nucléoside. L'ajout d'un à 3 groupes phosphates transforme un nucléoside en nucléotide. - Avant d'être intégré dans la molécule d'acide nucléique, un nucléotide existe généralement sous forme de triphosphate (ce qui signifie qu'il possède 3 groupes phosphates). Cependant, en devenant un acide nucléique, il perd deux des groupes phosphates. - Les nucléotides sont des esters phosphoriques de nucléosides. - Nucléoside = base azotée + pentose + un ou plusieurs groupement phosphoryles. - Le site d'estérification est le C'5 du pentose. ## Dérivés des Nucléotides - **Adénosine triphosphate (ATP)** - L'ATP est la molécule clef de l'énergétique cellulaire, mais elle joue aussi d'autres rôles au sein de la cellule. - **L'ATP comme source l'énergétique:** - Les organismes doivent pouvoir se déplacer, se reproduire et trouver de la nourriture. - L'énergie pour ces réactions cellulaires provient de l'hydrolyse de la molécule d'ATP. - Il s'agit d'une réaction exergonique qui peut être coupler d'une endergonique, c'est-à-dire qui absorbe de l'énergie, est susceptible de rendre cette dernière thermodynamiquement possible. - De cette façon, les réactions du métabolisme qui nécessitent un apport d'énergie, telles que les réactions de biosynthèse, peuvent se dérouler bien plus rapidement dans les cellules. - En transport actif, l'ATP peut traverser les membranes cellulaires et amener d'autres substances avec. - Il peut également attacher des groupes phosphate aux molécules pour changer leur forme et leur permettre de traverser les membranes cellulaires. - C'est la source préférée de carburant pour la plupart des êtres vivants et est souvent appelée "l'unité moléculaire de la monnaie". - **L'ATP comme matériel de construction** - Elle sert également de matériau de construction pour la synthèse des acides nucléiques, participe donc à la fabrication de cette classe de macromolécules, au même titre que le GTP, le TTP, le CTP et l'UTP. - **L'ATP intervient dans de nombreuse voies de régulation:** - Le premier correspond à la phosphorylation. (AMPc est formé à partir de l'ATP grâce à l'adénylate cyclase. C'est un second messager (médiateur chimique) qui participe à diverses fonctions de régulations comme par exemple l'activité des protéines kinases dépendantes de l'AMPc et dégradé par l'AMPc phosphodiestérase). - Un autre exemple qui démontre parfaitement cela provient de l'enzyme Cdk1 impliquée dans le contrôle du cycle cellulaire, en particulier de la transition phase G2/mitose. - La phosphorylation de la chaîne légère de la myosine par la MLCK (Myosine Light Chain Kinase, kinase de la chaîne légère de la myosine) permet l'interaction actine-myosine et la contraction musculaire dans le muscle lisse.