Bases azotées et structure des nucléotides

Les bases azotées organiques qui composent les nucléotides sont de deux types :

1. Puriques $2 cycles$ : Adénine $A$ et Guanine $G$
2. Pyrimidiques $1 cycle$ : Cytosine $C$, Thymine $T, ADN uniquement$ et Uracile $U, ARN uniquement$

Exemple: L'adénine et la guanine sont présentes à la fois dans l'ADN et l'ARN, tandis que la thymine est spécifique à l'ADN et l'uracile à l'ARN.

La structure complète d'un nucléotide comprend :

• Un groupe phosphate
• Un sucre à 5 carbones $pentose$ : désoxyribose dans l'ADN, ribose dans l'ARN
• Une base azotée liée au sucre

Définition: Les liaisons phosphodiester relient les nucléotides entre eux dans les acides nucléiques, formant un squelette sucre-phosphate.

Nucléosides monophosphates et appariement des bases

Les nucléosides monophosphates sont les éléments constitutifs de l'ADN et de l'ARN. Ils comportent un seul groupement phosphate lié en 5' du sucre. Il existe 4 nucléotides différents dans l'ADN :

• dAMP $désoxy-adénosine monophosphate$
• dGMP $désoxy-guanosine monophosphate$
• dTMP $désoxy-thymidine monophosphate$
• dCMP $désoxy-cytidine monophosphate$

Highlight: L'appariement des bases dans l'ADN se fait par complémentarité : A s'unit à T par 2 liaisons hydrogène, C s'unit à G par 3 liaisons hydrogène.

Les nucléotides peuvent subir des phosphorylations supplémentaires pour donner des nucléosides di- ou tri-phosphates, comme l'ATP $adénosine triphosphate$.

Exemple: L'ATP, composé d'adénine, de ribose et de 3 groupes phosphates, est une molécule énergétique essentielle qui n'intervient pas dans la structure des acides nucléiques.

Structure de l'ADN

L'ADN possède une structure caractéristique en double hélice, constituée de deux chaînes de polynucléotides antiparallèles. Ses principales caractéristiques sont :

1. Une structure primaire formée de nucléotides unis par des liaisons phosphodiester 3'-5'
2. Deux brins associés par des liaisons hydrogène entre bases complémentaires
3. Un diamètre constant de la double hélice grâce à l'association d'une purine avec une pyrimidine

Vocabulaire: Les extrémités des brins d'ADN sont nommées 5' phosphate et 3' hydroxyle.

La structure en double hélice de l'ADN présente les dimensions suivantes :

• Diamètre : 2,37 nm
• Distance entre paires de bases adjacentes : 0,33 nm
• Pas de l'hélice $tour complet$ : 3,40 nm

Highlight: La conformation de l'ADN est stabilisée par diverses interactions : liaisons hydrogène, interactions de Van der Waals, interactions ioniques et hydrophobes.

Cette structure unique permet à l'ADN de stocker et de transmettre efficacement l'information génétique, tout en étant suffisamment stable pour assurer l'intégrité du génome.

Page 5 : Structure Détaillée de l'ADN

Cette page présente les caractéristiques physiques et structurelles de la double hélice d'ADN.

Highlight: Les dimensions clés de l'ADN sont :

• Diamètre : 2,37 nm
• Distance entre paires de bases : 0,33 nm
• Pas de l'hélice : 3,40 nm

Definition: La stabilité de la structure en double hélice est assurée par plusieurs types d'interactions :

• Forces de Van der Waals
• Liaisons hydrogènes
• Interactions ioniques et hydrophobes

Structure de l'ADN

La molécule d'ADN présente une structure en double hélice caractéristique.

Definition: La double hélice est stabilisée par diverses interactions moléculaires, notamment des liaisons hydrogène et des forces de Van der Waals.

Highlight: Les dimensions de l'ADN sont précises : 2,37 nm de diamètre et 0,33 nm entre les paires de bases adjacentes.

Organisation Chromosomique

L'ADN s'organise en structures complexes dans les cellules eucaryotes.

Vocabulary: La chromatine est l'association de l'ADN avec des protéines, notamment les histones.

Highlight: L'ADN mitochondrial, distinct de l'ADN génomique, est plus court et porte des gènes spécifiques.

Structure et Fonction des ARN

Les ARN présentent des structures et des fonctions diverses dans la cellule.

Definition: L'ARN messager est une molécule linéaire synthétisée par transcription de l'ADN.

Highlight: La maturation de l'ARNm inclut l'ajout d'une coiffe en 5', d'une queue poly-A en 3' et l'épissage.

Introduction aux acides nucléiques

Les acides nucléiques ADN $acide désoxyribonucléique$ et ARN $acide ribonucléique$ constituent le matériel génétique des êtres vivants. Ils renferment l'information nécessaire à la reproduction et au fonctionnement de tout organisme.

Définition: Le génome est l'ensemble du matériel génétique d'un organisme, situé principalement dans le noyau des cellules.

L'ADN et l'ARN sont des polymères de nucléotides unis par des liaisons covalentes. Chaque nucléotide est composé de trois éléments :

1. Un groupe phosphate
2. Un sucre $pentose$
3. Une base azotée

Vocabulaire: Un nucléoside est un nucléotide sans le groupe phosphate.

Les acides nucléiques jouent un rôle central dans le flux de l'information génétique :

ADN → Transcription → ARNm → Traduction → Protéine

Highlight: L'importance biomédicale des nucléotides est considérable. Ils participent à de nombreuses fonctions métaboliques essentielles comme le métabolisme énergétique, la synthèse protéique, la régulation enzymatique et la transduction du signal.