Fiche de révision : Acides nucléiques et structures

📋 Plan du Cours

1. Structure des nucléotides et oligonucléotides
2. Découverte de la double hélice
3. Appariements et propriétés de l’ADN
4. Organisation de la double hélice
5. Conformations et topologie de l’ADN
6. Structure et diversité des ARN

📖 1. Structure des nucléotides et oligonucléotides

🔑 Notions clés & Définitions

• Oligonucléotide : Enchaînement de nucléotides orienté de 5’ vers 3’, constitué d’un squelette sucre-phosphate invariant portant latéralement des bases azotées dont la séquence varie.

★ À maîtriser

📌 La séquence 5’-ACG-3’ est différente de la séquence 5’-GCA-3’.

Compléments

• Les bases azotées se répartissent en bases puriques et bases pyrimidiques.

💡 Astuce mémo

Squelette sucre-phosphate à l’extérieur, bases variables à l’intérieur

📖 2. Découverte de la double hélice

★ À maîtriser

• En 1951, Rosalind Franklin et Maurice Wilkins obtiennent les premières images de l’ADN par radiographie aux rayons X.

• En 1962, Francis Crick et James Watson reçoivent le prix Nobel de physiologie et médecine pour leur modèle de l’ADN en double hélice.

• Les travaux d’Erwin Chargaff montrent que, dans toute molécule d’ADN, le nombre d’adénines est égal au nombre de thymines et le nombre de cytosines est égal au nombre de guanines.

Compléments

• Les analyses en microscopie électronique indiquent que le diamètre de l’ADN est de 20 Å, soit 2 nm, ce qui suggère deux chaînes de désoxyribose-phosphate.

💡 Astuce mémo

Rayons X + Chargaff + composition → modèle de double hélice

📖 3. Appariements et propriétés de l’ADN

🔑 Notions clés & Définitions

• Liaison hydrogène : Force intermoléculaire impliquant un atome électronégatif comme l’oxygène, l’azote ou le fluor, avec une intensité intermédiaire entre celle d’une liaison covalente et celle des forces de van der Waals.

★ À maîtriser

• Dans l’ADN, l’adénine et la thymine sont reliées par deux liaisons hydrogène, tandis que la cytosine et la guanine sont reliées par trois liaisons hydrogène.

• 🔄 La chaleur provoque une dénaturation de l’ADN:

  1. apport de chaleur
  2. rupture des liaisons hydrogène
  3. séparation des deux brins

Compléments

• Dans l’ARN, l’adénine s’apparie avec l’uracile par deux liaisons hydrogène, tandis que la cytosine s’apparie avec la guanine par trois liaisons hydrogène.

💡 Astuce mémo

A–T forme 2 liaisons H, C–G en forme 3

📖 4. Organisation de la double hélice

★ À maîtriser

• L’ADN possède deux brins antiparallèles dont les bases sont complémentaires et qui s’enroulent en une double hélice à pas droit.

• Dans la double hélice d’ADN, les bases sont empilées au centre dans une région hydrophobe et les squelettes sucre-phosphate sont situés à l’extérieur.

• La double hélice d’ADN présente un diamètre de 20 Å, un pas de 3,4 nm et environ 10 paires de bases par tour.

📌 Le grand sillon favorise la fixation de protéines ou d’ARN régulateurs, tandis que le petit sillon favorise la liaison aux histones impliquées dans la compaction de l’ADN.

Compléments

• Chaque paire de bases est séparée de la suivante par 0,34 nm en hauteur et chaque sucre est décalé de 36°.

💡 Astuce mémo

Une échelle torsadée : bases au centre, phosphates chargés à l’extérieur

📖 5. Conformations et topologie de l’ADN

🔑 Notions clés & Définitions

• Topoisomérases : Enzymes qui introduisent ou éliminent des surenroulements positifs ou négatifs par coupure d’un ou deux brins d’ADN puis ligation.

★ À maîtriser

• Les principales conformations de l’ADN sont:

  • ADN-B : double hélice droite classique, stable et fréquente
  • ADN-A : double hélice droite plus courte et plus large, forme déshydratée de l’ADN-B
  • ADN-Z : double hélice gauche en zigzag impliquée dans la transcription

• Le surenroulement compact l’ADN circulaire, et le clivage d’un brin par une endonucléase permet de le dérouler et d’obtenir un état relâché.

Compléments

• Les ADN bactériens, certains ADN viraux, les ADN mitochondriaux et chloroplastiques ainsi que ceux de quelques eucaryotes unicellulaires sont circulaires.

💡 Astuce mémo

B classique, A déshydratée, Z en zigzag

📖 6. Structure et diversité des ARN

★ À maîtriser

• Les ARN sont produits par transcription à partir de l’ADN et sont toujours plus courts que l’ADN.

📌 Dans l’ARN, le ribose remplace le désoxyribose et l’uracile remplace la thymine, avec des appariements A–U et G–C.

• Les ARNm représentent 2 % des ARN totaux, les ARNr 82 % et les ARNt 16 %.

📌 Les ARNm servent à la traduction des protéines, les ARNr constituent les ribosomes producteurs de protéines et les ARNt interviennent juste avant la traduction.

Compléments

• Les ARN sont le plus souvent monocaténaires, mais ils peuvent former des structures en épingle à cheveux ou s’associer à d’autres ARN.

• Les siRNA et miRNA s’apparient à des ARNm complémentaires et peuvent provoquer la dégradation d’ARN spécifiques, inhiber la traduction et réguler l’expression génique, tandis que les snRNA, qui représentent moins de 1 % des ARN, participent à l’excision et à l’épissage des transcrits primaires.

💡 Astuce mémo

ADN double brin et thymine, ARN souvent simple brin et uracile

📊 Tableaux de synthèse

Types d’ARN et fonctions