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3.8: Qu'est ce qu'un acide nucléique?
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Qu'est ce qu'un acide nucléique?
 
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3.8: Qu'est ce qu'un acide nucléique?

Aperçu

Les acides nucléiques sont de longues chaînes de nucléotides reliées entre elles par des liaisons phosphodiester. Il existe deux types d’acides nucléiques : l’acide désoxyribonucléique, ou ADN, et l’acide ribonucléique, ou ARN. Les nucléotides dans l’ADN et l’ARN sont constitués d’un sucre, d’une base d’azote et d’une molécule de phosphate.

Les acides nucléiques sont le matériel génétique de la cellule

Le matériel héréditaire d’une cellule est composé d’acides nucléiques, qui permettent aux organismes vivants de transmettre des informations génétiques d’une génération à l’autre. Il existe deux types d’acides nucléiques : l’acide désoxyribonucléique (ADN) et l’acide ribonucléique (ARN). L’ADN et l’ARN diffèrent très légèrement dans leur composition chimique, mais jouent des rôles biologiques entièrement différents.

Les acides nucléiques sont des polymères de nucléotides

Chimiquement, les acides nucléiques sont des polynucléotides, des chaînes de nucléotides. Un nucléotide est composé de trois composants : un sucre pentose, une base d’azote et un groupe de phosphate. Le sucre et la base forment ensemble un nucléoside. Par conséquent, un nucléotide est parfois appelé monophosphate nucléoside. Chacun des trois composants d’un nucléotide joue un rôle clé dans l’assemblage global des acides nucléiques.

Comme son nom l’indique, un sucre pentose a cinq atomes de carbone, qui sont étiquetés 1o, 2o, 3o, 4o, et 5o. Le sucre pentose dans l’ARN est ribose, ce qui signifie que le carbone de 2o porte un groupe d’hydroxyle. Le sucre dans l’ADN est désoxyribose, ce qui signifie que le carbone de 2o est attaché à un atome d’hydrogène. Le sucre est fixé à la base d’azote au 1o de carbone et la molécule de phosphate à 5o de carbone.

Les nucléotides sont liés entre eux par Phosphodiester Bonds

La molécule de phosphate attachée au carbone de 5o d’un nucléotide peut former un lien covalent avec le groupe hydroxyle de 3o d’un autre nucléotide, reliant les deux nucléotides ensemble. Cette obligation covalente est appelée liaison phosphodiester. Le lien phosphodiester entre les nucléotides crée une alternance de sucre et de phosphate dans une chaîne de polynucléotides. Lier l’extrémité de 5o d’un nucléotide à l’extrémité de 3o d’un autre donne la directionnalité à la chaîne de polynucléotide, qui joue un rôle clé dans la réplication de l’ADN et la synthèse de l’ARN. À une extrémité de la chaîne de polynucléotide, appelée l’extrémité de 3o, le sucre a un groupe libre de 3o hydroxyle. À l’autre extrémité, l’extrémité de 5o, le sucre a un groupe gratuit de phosphate de 5o.

Pyrimidines et purines sont les deux principales classes de bases d’azote

Les bases d’azote sont des molécules contenant un ou deux anneaux composés d’atomes de carbone et d’azote. Ces molécules sont appelées « esses » parce qu’elles sont chimiquement basiques, et peuvent se lier aux ions d’hydrogène. Il existe deux classes de bases d’azote : les pyrimidines et les purines. Les pyrimidines ont une structure d’anneau à six membres, tandis que les purines sont composées d’un anneau à six membres fusionné à un anneau à cinq membres. Les pyrimidines comprennent la cytosine (C), la thymine (T) et l’uracil (U). Les purines comprennent l’adénine (A) et la guanine (G).

La cytosine, l’adénine et la guanine sont présentes dans l’ADN et l’ARN. Cependant, la thymine est spécifique à l’ADN, et l’uracil se trouve uniquement dans l’ARN. Les purines et les pyrimidines peuvent former des liaisons hydrogène les unes avec les autres dans un modèle particulier, basé sur la présence de groupes chimiques complémentaires qui sont analogues à des pièces d’un puzzle. Dans des conditions cellulaires normales, l’adénine forme des liaisons hydrogène avec de la thymine (dans l’ADN) ou de l’uracil (en ARN), tandis que la guanine forme des liaisons hydrogène avec la cytosine. Cet appariement de base complémentaire est essentiel à la structure et à la fonction de l’ADN.

Structure de l’ADN et de l’ARN

L’ADN adopte une double structure hélicoïdale à l’intérieur de la cellule. Une double hélice est composée de deux chaînes de polynucléotides, appelées brins, qui serpentent l’une autour de l’autre d’une manière hélicoïdale (c.-à-d. spirale). Les deux brins sont dans des orientations opposées, ou sont « ntiparallel » l’un à l’autre, ce qui signifie que l’extrémité de 5o d’un brin est proche de l’extrémité de 3o d’un autre. Les deux brins sont maintenus ensemble par l’appariement de base complémentaire (par exemple, cytosine avec guanine).

Dans une double hélice d’ADN, l’épine dorsale sucre-phosphate est présente à l’extérieur, tandis que les bases à liaison hydrogène sont à l’intérieur. L’ARN se produit principalement sous forme de molécule à brin unique. Le brin d’ARN unique peut former des structures secondaires localisées par l’intermédiaire de l’appariement de base complémentaire intra-brin. Différents types de structures secondaires d’ARN ont des fonctions distinctes dans la cellule.


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