« Acide nucléique/Composition et structure » : différence entre les versions
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== Composition des Acides nucléiques ==
=== Technique d'analyse ===
Les constituants cellulaires n'ayant pas la même densité, il est possible de les séparer, notamment, par des techniques de décantation ou de centrifugation.<br />
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L’analyse des produits de l'hydrolyse complète (hydrolysat complet) d'une molécule permet alors de mettre en évidence les composants de cette dernière.
=== Composition des acides nucléiques ===
[[Fichier:Composition comparée des Acides nucléiques.png|thumb|600px|Tableau comparatif de la composition des acides nucléiques]]
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Il y a donc une similitude de composition qui montre des différences sur les molécules de deux des groupes -oses et bases - qui sont présentes chez chacun des acides nucléiques.
==== Les oses ====
L'un des acides nucléiques montre un ose dans son hydrolysat complet, le '''Ribose''' ({{Formule chimique|C|5|H|10}}O<sub>5</sub>), l'autre montre un autre ose (dérivé du précédent) le '''Désoxyribose''' ({{Formule chimique|C|5|H|10}}O<sub>4</sub>).
Celui qui se colore en vert, donc qui entre dans la composition de la chromatine, est celui constitué de désoxyribose et est appelé pour cela '''Acide DésoxyriboNucléique''' ou '''ADN''' (DNA pour les anglosaxons qui mettent les adjectifs avant le nom DeoxyriboNucleic Acid).
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Les oses sont notés S (comme sucre) ou, dans certains cas R pour le ribose et D pour le désoxyribose
==== Les bases ====
Les deux hydrolysats complets montrent quatre bases différentes trois sont communes aux deux et une diffère de l'un à l'autre.
* les trois communes sont l'Adénine (notée A), la Cytosine (C) et la Guanine (G),
* pour l'{{abréviation|ADN|acide désoxyribonucléique}} la quatrième est la Thymine (T) et pour l'{{Abréviation|ARN|acide ribonucléique}} l'Uracile (U).
==== Les phosphates acides ====
Ce sont les mêmes pour les deux hydolystats complets. Ils sont notés P quel que soit leur état.
== Structure des acides nucléiques ==
[[Image:Composition et structure des Acides Nucléiques.png|thumb|600px|Schéma comparatif de la composition et de la structure des acides nucléiques
]]
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Dans les hydrolysats incomplets, les constituants des molécules initiales montrent au moins quelques associations représentant des morceaux de celle-ci.
=== Les nucléosides ===
Les '''nucléosides''' sont des associations entre un ose et une base. Chaque acide nucléique en montre 4 différents et, donc, les deux en montrent 8 (deux oses différents et 4 bases pour chacun) :
* nucléosides d'ADN, D-A porteur d'Adénine ou adénine-nucléoside d'ADN, D-C, D-G et D-T mais quand le contexte précise bien qu’il s'agit d'élément d'ADN, ils s'écrivent S-A, S-C, S-G et S-T (pour ce dernier S est obligatoirement le Désoxyribose puisque la Thymine n'apparaît que dans l'ADN),
* nucléosides d'{{Abréviation|ARN|acide ribonucléique}}, R-A ou S-A porteur d'Adénine ou adénine-nucléoside d'{{Abréviation|ARN|acide ribonucléique}}, R-C ou S-C, R-G ou S-G et R-U ou S-U (ce dernier est obligatoirement composé de ribose, l'Uracile n'apparaissant que dans l'{{Abréviation|ARN|acide ribonucléique}}).
=== Les nucléotides ===
Un nucléotide est un nucléoside sur lequel un phosphate (diacide) est fixé sur le sucre : P-S-B. Les phosphates étant les mêmes pour les deux acides nucléiques, s'il y avait 8 nucléosides différents (4 pour chacun), il y aura 8 nucléotides différents (4 pour chacun).
=== Les associations de nucléotides ===
Des associations de nucléotides apparaissent dans les hydolysats plus incomplets dans lesquelles deux nucléotides voisins sont associés par une liaison entre le sucre de l'un et le phosphate (devenu alors monoacide) de l'autre : cela donne des chaînes phosphoglucidiques (acides) - S-P-S-P...-S-P - portant sur chaque sucre une base.
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* la présence des phosphates monoacides dans ces chaînes explique le caractère acide de ces deux molécules.
== La structure de l'{{abréviation|ADN|acide désoxyribonucléique}} ==
=== Une double chaine ===
L'{{abréviation|ADN|acide désoxyribonucléique}} est constitué de deux chaînes de nucléotides (donc à base de désoxyribose et des quatre bases A, C, G et T), disposées "parallèlement" tournées l'une vers l'autre du côté de leurs bases par lesquelles elles sont maintenues l'une à l'autre (par des liaisons de type hydrogène moins résistantes que celles de covalence qui unissent les phosphates, les sucres et les bases dans les chaînes).<br />
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Chaque molécule d'{{abréviation|ADN|acide désoxyribonucléique}} constitue un des filaments (les nucléofilaments) de la chromatine : un {{abréviation|ADN|acide désoxyribonucléique}} = un nucléofilament.
=== Les liaisons entre les bases ===
Un problème se pose : ''les liaisons entre les 4 bases de l'{{abréviation|ADN|acide désoxyribonucléique}} sont-elles toutes possibles ?''<br />
Une analyse quantitative d'un hydrolysat complet d'une ou plusieurs molécules d'{{abréviation|ADN|acide désoxyribonucléique}} donne les résultats suivants ou q représente une quantité :
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Enfin, la succession des bases d'un brin est complémentaire de celle de l'autre de la molécule d'ADN.
=== La double hélice ===
[[Fichier:{{abréviation|ADN|acide désoxyribonucléique}} animation.gif|thumb|Structure 3D de la molécule d'ADN|Double hélice d'ADN]]
Cette molécule double brin qui pourrait être, dans un premier temps, vue comme une échelle dont les barreaux seraient les liaisons entre les bases et les montants la chaîne phosphoglucidique, est enroulée en une double hélice autour de ces liaisons entre les bases. Cela donne une sorte de tube phosphoglucidique au milieu duquel se trouveraient les bases et leur liaison deux à deux. Enfin, en tout point de la double hélice les deux chaînes restent à la même distance montrant que les distances sucre à sucre sont les mêmes qu’elles soient occupées par une liaison S-A(-)T-S ou une liaison S-C(-)G-S (où "-" représente une liaison de covalence et "(-)" des liaisons hydrogène.
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:Jacob et Monod avaient reçu, en leur temps, un Prix Nobel pour leur travaux sur la liaison un "gène = une enzyme" qui nécessitait une substance codante inconnue : c’est la recherche de cette molécule codante qui a abouti, dans un premier temps, à la structure de l'{{abréviation|ADN|acide désoxyribonucléique}} par Watson et Crick et qui se poursuivra par la compréhension du code et de son fonctionnement.
== La structure de l'{{Abréviation|ARN|acide ribonucléique}} ==
L'{{Abréviation|ARN|acide ribonucléique}} est monobrin c'est-à-dire formé d'une seule chaîne de nucléotides (d'{{Abréviation|ARN|acide ribonucléique}} -cela allant de soi-).<br />
Certains {{Abréviation|ARN|acide ribonucléique}} suffisamment longs peuvent montrer un enroulement en "double hélice" d'une partie de leur unique brin (un bouclage en "double hélice"). Dans ces parties, les liaisons entre les bases sont d’une part des liaisons C-G et d’autre part des liaisons A-U montrant que, dans l'{{Abréviation|ARN|acide ribonucléique}}, l'uracile se substitue complètement à la thymine. Pour avoir ce bouclage, il faut que la chaîne montre deux séquences complémentaires séparées par une troisième séquence qui matérialisera la boucle à l'extérieur de la partie en "double hélice".
== La duplication de l'{{abréviation|ADN|acide désoxyribonucléique}} ==
=== Observations ===
L'observation de nucléofilaments a montré des figures de dédoublement comme des boutonnières qui s'étendraient progressivement sur leur longueur. Ces modifications apparentes de la structure de l'{{abréviation|ADN|acide désoxyribonucléique}} ont lieu juste avant une division.<br />
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Les deux exemplaires de chaque molécule d'{{abréviation|ADN|acide désoxyribonucléique}} initiale doivent être suffisamment proches dans leur composition (leur code) pour fournir aux deux cellules filles les mêmes potentialités : ce constat permet d'appeler ce phénomène '''duplication de l'ADN''' qui exprime à la fois le passage à deux exemplaires et la similitude entre les deux exemplaires obtenus voire avec celui de la molécule initiale.
=== Modalités de la duplication ===
[[Fichier:Modalités théoriques de la duplication.png|thumb|600px|Modalités théoriques de la duplication de l'ADN]]
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La duplication de l'{{abréviation|ADN|acide désoxyribonucléique}} est semi-conservatrice.
=== Description de la duplication de l'{{abréviation|ADN|acide désoxyribonucléique}} ===
[[Fichier:Schéma duplication de l'ADN.png|thumb|600px|La duplication de l'ADN]]
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Du fait des liaisons particulières entre les bases, '''les deux molécules nouvelles d'{{abréviation|ADN|acide désoxyribonucléique}} obtenues par la duplication sont strictement identiques entre elles et à la molécule d'{{abréviation|ADN|acide désoxyribonucléique}} initiale'''.
== Rôle des acides nucléiques ==
L'importance de la composition et la structure des acides nucléiques se révèle surtout dans leurs rôles . L'étude des rôles des acides nucléiques concerne, les divisions cellulaires - Mitose et Méiose -, la fécondation, la synthèse des protides et la génétique.<br />
Ces rôles ne seront qu'évoqués dans ce qui suit.
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Si l'{{abréviation|ADN|acide désoxyribonucléique}} est le support des gènes, il doit permettre leur transmission d'une génération cellulaire ou d'individus à l'autre : la duplication en doublant les exemplaires de toutes les molécules d'{{abréviation|ADN|acide désoxyribonucléique}} permet cette transmission de l'{{abréviation|ADN|acide désoxyribonucléique}} donc des gènes.
=== Rôle de l'{{Abréviation|ARN|acide ribonucléique}} ===
Pour la synthèse des protides, les codes se trouvent dans le noyau alors que le site de la synthèse est le cytoplasme : c’est l''''{{Abréviation|ARN|acide ribonucléique}} messager''', noté '''ARNm''', qui réalise le transfert des codes du noyau vers le cytoplasme. Cela nécessite une "copie" du code par l'{{Abréviation|ARN|acide ribonucléique}} messager et un transfert du noyau au cytoplasme.
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