Fiche de révision : Acides nucléiques et biomolécules

📋 Plan du Cours

1. Nucléotides et liaisons de l’ADN
2. Structure et propriétés de l’ADN
3. ARN et expression génétique
4. Acides aminés et ionisation
5. Organisation structurale des protéines
6. Fonctions et étude des protéines
7. Classification et rôles des glucides
8. Structure et fonctions des lipides

📖 1. Nucléotides et liaisons de l’ADN

🔑 Notions clés & Définitions

• Nucléotide : Constitué d’un groupement phosphate, d’un désoxyribose et d’une base azotée.

📝 Points essentiels

• Les quatre bases azotées de l’ADN sont:

  • l’adénine
  • la thymine
  • la guanine
  • la cytosine

• Dans une même chaîne d’ADN, deux nucléotides successifs sont reliés entre le groupement phosphate porté en 3’ par l’un et le groupement hydroxyle en 3’ de l’autre par une liaison phosphodiester.

📌 Les nucléotides d’un même brin sont unis par des liaisons phosphodiester, tandis que les bases complémentaires des deux brins interagissent par des liaisons hydrogène.

💡 Astuce mémo

Phosphodiester dans un brin, hydrogène entre deux brins

📖 2. Structure et propriétés de l’ADN

🔑 Notions clés & Définitions

• Double hélice : Composée de deux brins antiparallèles et complémentaires formant une structure en double hélice.

★ À maîtriser

📌 Dans l’ADN, l’adénine est toujours complémentaire de la thymine par deux liaisons hydrogène, tandis que la guanine est complémentaire de la cytosine par trois liaisons hydrogène.

📐 Formule — Les règles de Chargaff imposent, pour toutes les espèces, $\frac{A+G}{T+C}=1$, tandis que le rapport $\frac{A+T}{G+C}$ varie selon l’espèce.

Compléments

• La réplication est le mécanisme qui permet de produire de nouvelles molécules d’ADN.

• La dénaturation sépare les deux brins d’ADN, tandis que deux brins complémentaires peuvent ensuite se réapparier lors d’une renaturation réversible.

💡 Astuce mémo

A-T, C-G : complémentarité puis double hélice

📖 3. ARN et expression génétique

🔑 Notions clés & Définitions

• ARN : Molécule généralement composée d’un seul brin et intervenant dans la synthèse des protéines.
• Gène : Séquence d’ADN nécessaire à la synthèse d’un ARN fonctionnel ou d’une chaîne polypeptidique.

📝 Points essentiels

• Les trois types d’ARN sont:

  • l’ARN messager
  • l’ARN de transfert
  • l’ARN ribosomique

• L’ARN messager est transcrit à partir de l’ADN et porte le code utilisé pour la synthèse des protéines lors de la traduction.

📌 L’ADN est un très grand support stable de stockage et de transmission de l’information génétique, tandis que l’ARN est plus petit, de durée de vie variable et participe à l’expression de cette information.

💡 Astuce mémo

m-t-r : messager, transfert, ribosomique

📖 4. Acides aminés et ionisation

🔑 Notions clés & Définitions

• Acide aminé : Molécule amphotère pouvant se comporter comme un acide ou comme une base.

★ À maîtriser

📌 À pH égal au pHi, l’acide aminé possède une charge globale nulle et ne migre pas dans un champ électrique.

📌 Lorsque le pH est inférieur au pHi, l’acide aminé est sous forme cationique ; au pHi, il est sous forme zwitterionique ; lorsque le pH est supérieur au pHi, il est sous forme anionique.

Compléments

• Parmi les 20 acides aminés naturels, 8 sont essentiels chez l’adulte et 10 chez le nourrisson, les autres étant synthétisables par l’organisme ou semi-essentiels.

💡 Astuce mémo

pH inférieur au pHi : cation ; pH supérieur : anion

📖 5. Organisation structurale des protéines

🔑 Notions clés & Définitions

• Liaison peptidique : Liaison covalente formée entre le groupement α-amine d’un acide aminé et le groupement carboxylique d’un autre, avec élimination d’une molécule d’eau.
• Structure secondaire : Repliement local de la chaîne polypeptidique, notamment en hélice α ou en feuillet β, grâce à des liaisons hydrogène.
• Structure tertiaire : La structure tertiaire est le repliement tridimensionnel global d’une chaîne polypeptidique résultant d’interactions entre ses chaînes latérales.

★ À maîtriser

• La structure primaire d’une protéine correspond à l’enchaînement des acides aminés reliés par des liaisons peptidiques.

Compléments

• Un pont disulfure est une liaison entre deux cystéines formée par oxydation après la traduction et participant aux structures tertiaire ou quaternaire.

💡 Astuce mémo

Primaire, secondaire, tertiaire, puis quaternaire

📖 6. Fonctions et étude des protéines

🔑 Notions clés & Définitions

• Enzyme : Protéine qui augmente la vitesse de transformation d’un substrat en produit sans être modifiée ni consommée lors de la réaction.

📝 Points essentiels

📌 La fonction d’une protéine dépend de sa structure, et la modification d’un seul acide aminé peut modifier sa structure spatiale et sa fonction.

• Les protéines peuvent assurer des fonctions structurales, hormonales, contractiles, immunitaires, de transport et enzymatiques.

📌 L’électrophorèse sépare les molécules selon leur charge électrique et leur taille, tandis que la chromatographie les sépare selon leurs affinités pour une phase stationnaire et une phase mobile.

💡 Astuce mémo

Structure modifiée → fonction protéique modifiée

📖 7. Classification et rôles des glucides

🔑 Notions clés & Définitions

• Isomère : Molécule qui possède la même formule brute qu’une autre molécule mais une formule développée ou semi-développée différente.

★ À maîtriser

• Les trois classes de glucides sont:

  • les monosaccharides
  • les disaccharides
  • les polysaccharides

• Un gramme de glucide fournit une valeur énergétique de 4 kcal.

Compléments

• La formule globale des glucides est $C_n(H_2O)_n$.

• Les glucides représentent 2 à 3 % de la masse corporelle totale.

💡 Astuce mémo

Oses, disaccharides, polysaccharides

📖 8. Structure et fonctions des lipides

🔑 Notions clés & Définitions

• Lipide : Molécules riches en carbone et en hydrogène, pauvres en oxygène et ayant peu ou pas d’affinité avec l’eau.
• Amphiphile : Molécule possédant une extrémité hydrophile et une extrémité hydrophobe, comme un phospholipide.

★ À maîtriser

• Un triglycéride est constitué d’un glycérol et de trois acides gras et constitue une forme de stockage dans les tissus.

• Les phospholipides constituent une partie majeure des membranes cellulaires, tandis que les lipoprotéines transportent les lipides dans le sang.

Compléments

• Chez les adultes minces, les lipides représentent entre 18 et 25 % de la masse corporelle totale, dont 3 % correspondent aux lipides constitutifs.

💡 Astuce mémo

Tête hydrophile, queue hydrophobe

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison ADN et ARN

Techniques de séparation