acide nucléiques

• ADN (Acide désoxyribonucléique):

  • Macromolécule support de l’information génétique
  • Polymère constitué d’unités appelés nucléotides
  • Chaque unité est constituée d’un sucre (désoxyribose) et d’une base purique (A, G) ou pyrimidique (C, T)
  • NUCLEOSIDE = BASE liée par une liaison N - OSIDIQUE au désoxyribose
• Désoxynucléosides:

  • Base, sucre, nucléoside (pentose + base), nucléotide (nucléoside 5’ - phosphate)
  • Adénine: Désoxyadénosine, Désoxyadénylate (dAMP)
  • Guanine: Désoxyguanosine, Désoxyguanylate (dGMP)
  • Cytosine: Désoxycytidine, Désoxycytidylate (dCMP)
  • Thymine: Désoxythymidine, Désoxythymidylate (dTMP)
• NUCLEOTIDE = NUCLEOSIDE estérifié en C5’ du désoxyribose par un gr. PHOSPHORYL

  • Composition de l’ADN caractéristique d’une espèce
  • (A+T) / (G+C) est variable d’une espèce à l’autre
  • La chaîne a une polarité 5’Ph - 3’OH
• Structure de l’ADN:

  • ADN constitué de 2 brins complémentaires (=bicaténaire)
  • Brins liés par des liaisons hydrogènes entre bases complémentaires (A-T, G-C)
  • Les bases azotées liées par les liaisons hydrogènes sont tournées vers l'intérieur
  • Les riboses et les acides phosphoriques (hydrophiles) sont tournés vers l'extérieur
  • Absorbe dans l’UV (260nm)
  • Pas de l’hélice: 34A °, 1 base tous les 3.4A °, 10 bases / tour de spire
  • Agent intercalant: le bromure d’éthidium
• Réplication de l’ADN:

  • L’ADN se réplique d’une façon semi-conservative
  • Sens de la copie: dans le sens 5'  3', de façon complémentaire (A-T, G-C), antiparallèle
  • Eléments nécessaires: un ADN parental, des nucléotides (dATP, dTTP, dCTP, dGTP), du Mg2+, des enzymes, une amorce avec une extrémité 3’OH libre
  • Chez les procaryotes: ouverture de l'ADN double brin à l'origine de réplication, déroulement de l’ADN, stabilisation du simple brin
  • Chez les eucaryotes: synthèse du brin précoce (+) et du brin tardif (-) en plusieurs étapes
• Réparation de l’ADN:

  • Chez l'Homme: nombreux systèmes enzymatiques pour réparer le DNA
  • Réparation d'une hydrolyse accidentelle d'une liaison phosphodiester sur un brin de DNA fait intervenir la DNA ligase
  • Les nucléotides endommagés ou anormaux sont enlevés et remplacés
  • Réparation d'un dommage portant sur les deux brins du DNA se fait par recombinaison
• Les Mutations:

  • Changement permanent de la structure de l’ADN conduisant à une protéine de structure primaire différente
  • Types de mutations: substitution non-synonyme (faux sens, non sens), substitution silencieuse
  • Apparition d'un caractère différent en cas de substitution non-synonyme
  • Autres modifications entraînant une protéine plus longue ou plus courte, décalage de la lecture des codons
• Les mutations génétiques peuvent résulter en changements dans le phénotype de l'individu
• Les types de mutations sont :

  • Substitution : remplacement d'un nucléotide par un autre
  • Délétion : suppression d'un ou de plusieurs nucléotides
  • Insertion : addition d'un ou de plusieurs nucléotides
• Les délétions peuvent avoir différentes conséquences en fonction de leur longueur :

  • De 1 ou 2 nucléotides, elles décalent le cadre de lecture (codons)
  • De 3 nucléotides, elles aboutissent à la suppression d'un acide aminé dans la protéine exprimée
  • De grande longueur, elles peuvent supprimer l'expression d'un ou de plusieurs exons, voire d'un gène entier
• Si trois nucléotides étaient retirés, il y aurait un (ou deux) acides aminés inexacts mais le cadre de lecture resterait le même et la traduction se poursuivrait normalement avec un acide aminé de moins
• Les insertions sont l'addition d’un ou plusieurs nucléotides dans la séquence primaire d’un ADN
• Les transpositions sont l'insertion d’une séquence d’ADN nouvelle au niveau d’une coupure de l’ADN génomique
• L'ADN mitochondrial est autonome mais insuffisant pour coder toutes les protéines nécessaires à la mitochondrie
• L'ARN (acide ribonucléique) :

  • Est composé de ribose
  • Contient la base Uracyle qui s'apparie avec A par 2 liaisons hydrogènes
  • Peut être monocaténaire sauf pour certains virus (bicaténaire)
  • Existe sous forme de 3 types principaux : ARN ribosomiques, ARN de transfert, ARN messager
• Les nucléotides sont liés les uns aux autres par des groupements phosphate, par l'intermédiaire de liaisons phosphodiester au niveau des carbones 3' et 5’ du ribose
• Lors de la transcription, l'ARN polymérase relie des précurseurs nucléosides triphosphates monomères pour former une chaîne d’ARN
• Dans la transcription des procaryotes :

  • L'ARN polymérase se fixe sur une séquence spécifique appelée promoteur
  • L'ARN polymérase ouvre un tour de la double hélice d'ADN pour exposer une courte section d'ADN monocaténaire (matrice)
  • L'élongation se fait dans le sens 5’  3’ en ajoutant un nouveau ribonucléotide triphosphate à l’extrémité 3’OH de la chaîne d’ARN en cours d’élongation
• Dans la terminaison de la transcription, l'élongation de l’ARN se poursuit jusqu’à la lecture des signaux de terminaison au niveau desquels l’ARN polymérase libère la chaîne d’ADN matrice et la chaîne d’ARN néosynthétisée
• Dans les eucaryotes, il existe différentes ARN polymérases pour la synthèse de différents types d'ARN : ARN polymérase I pour la synthèse des ARNr, ARN polymérase II pour la synthèse des ARNm, ARN polymérase III pour la synthèse des ARNt et ARN 5S
• La régulation de l’expression d’un gène a lieu à quatre niveaux : lors de la transcription, lors de la maturation du transcrit, lors de la traduction, lors de l'activation de la protéine mature
• La RNA polymérase est l'enzyme-clé de l'expression d'un gène
• La maturation des ARNm chez les eucaryotes implique l'élimination des introns par un processus d'épissage pour former un ARNm mature
• Avant de passer dans le cytoplasme, les ARNm subissent des modifications des extrémités 5’ et 3’, ainsi que l'excision-épissage des introns pour produire un ARNm mature
• Des signaux de fin de transcription se retrouvent à la fin de la plupart des gènes des mammifères, indiquant à l'ARN polymérase II de se décrocher
• L'épissage alternatif peut conduire à plusieurs types d’ARNm ayant chacun en propre certains exons ainsi que des exons en commun
• La régulation de l’expression génique est un processus complexe impliquant plusieurs étapes et mécanismes pour assurer la synthèse correcte des protéines nécessaires à l'organisme