Fiche de révision : ADN, acides nucléiques et génétique

📋 Plan du Cours

1. ADN et information génétique
2. Preuves du rôle génétique de l’ADN
3. Constituants des acides nucléiques
4. Organisation des nucléotides
5. Structure et dénaturation de l’ADN
6. Structures et fonctions des ARN

📖 1. ADN et information génétique

🔑 Notions clés & Définitions

• Information génétique : est transmise horizontalement entre organismes d’une même génération ou verticalement d’une génération à l’autre
• Expression génétique : est la biosynthèse de produits fonctionnels, notamment des protéines et des ARN non codants

📝 Points essentiels

• Les organismes vivants peuvent être étudiés du point de vue des molécules selon leur structure et leur fonction.

• La biochimie étudie notamment:

  • les protéines
  • les glucides
  • les lipides
  • les acides nucléiques

💡 Astuce mémo

ADN transmis → information conservée → caractères exprimés

📖 2. Preuves du rôle génétique de l’ADN

★ À maîtriser

• L’expérience de Griffith montre qu’une bactérie non virulente peut acquérir la virulence par transformation après contact avec du matériel provenant d’une souche virulente.

• Dans les expériences de Griffith de 1928, Streptococcus pneumoniae possède une souche S, à colonies lisses et virulente grâce aux polysaccharides de sa paroi, et une souche R, à colonies rugueuses et non virulente.

• Les expériences d’Avery, McLeod et McCarty de 1944 démontrent que l’ADN isolé de bactéries virulentes transforme des bactéries non virulentes vivantes, tandis que l’ajout de DNases empêche cette transformation.

Compléments

• Griffith conclut à l’existence d’un élément transformant capable de transmettre la virulence à une bactérie qui en est dépourvue, sans encore identifier cette molécule.

💡 Astuce mémo

Griffith observe → Avery isole → DNase contrôle

📖 3. Constituants des acides nucléiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Acide nucléique : est constitué d’un sucre, d’un acide phosphorique et d’une base azotée

★ À maîtriser

📌 Le ribose est le sucre de l’ARN, tandis que le désoxyribose, qui a perdu le groupe hydroxyle en position 2’, est le sucre de l’ADN.

• Les bases azotées se répartissent en pyrimidines, à un cycle, et purines, formées d’un cycle imidazole associé à un cycle pyrimidine.

• Les bases azotées se répartissent ainsi:

  • cytosine dans l’ADN et l’ARN
  • thymine dans l’ADN
  • uracile dans l’ARN
  • adénine dans l’ADN et l’ARN
  • guanine dans l’ADN et l’ARN

Compléments

• Les acides nucléiques ont été découverts en 1869 par Miescher.

• Les bases azotées absorbent les ultraviolets avec un pic d’absorbance à 260 nm, ce qui permet le dosage des acides nucléiques, des nucléotides et des bases.

💡 Astuce mémo

Sucre–phosphate–base : le triplet constitutif

📖 4. Organisation des nucléotides

🔑 Notions clés & Définitions

• Nucléoside : est formé par un sucre lié à une base azotée en position 1’

• Nucléotide : est un nucléoside lié à un, deux ou trois acides phosphoriques en position 5’ du sucre

★ À maîtriser

• La synthèse d’un polymère nucléotidique forme une liaison phosphodiester entre le 3’-OH du nucléotide précédent et le phosphate en 5’ du nucléotide ajouté, avec libération de pyrophosphate.

• Les acides nucléiques sont orientés de 5’ vers 3’ : le premier nucléotide porte une extrémité 5’-phosphate et le dernier conserve un groupe 3’-OH.

Compléments

📌 Une courte chaîne de nucléotides est un oligonucléotide, tandis qu’un enchaînement plus général de nucléotides constitue un brin ou polymère de nucléotides.

💡 Astuce mémo

Base + sucre → nucléoside → phosphate → nucléotide

📖 5. Structure et dénaturation de l’ADN

🔑 Notions clés & Définitions

• Double hélice : Watson et Crick, 1953 — est formée de deux brins antiparallèles associés par complémentarité des bases et des liaisons hydrogène
• Température de fusion : est la température à laquelle 50 % de l’ADN est dénaturé

★ À maîtriser

• Dans l’ADN, l’adénine s’apparie avec la thymine et la guanine avec la cytosine, ce qui produit des paires de bases complémentaires.

• La double hélice d’ADN possède un diamètre de 2 nm, un pas d’hélice de 3,4 nm et environ 10 paires de bases par tour, avec un grand sillon et un petit sillon.

• La dénaturation de l’ADN correspond à la perte de sa conformation native et de sa fonctionnalité par rupture des interactions faibles, sans rupture des liaisons covalentes.

Compléments

• L’ADN est présent dans toutes les espèces sauf les virus à ARN, et sa quantité est constante pour une espèce avec des exceptions concernant notamment les cellules germinales, les hépatocytes et les cellules cancéreuses.

💡 Astuce mémo

Brins antiparallèles, mais lecture orientée 5’→3’

📖 6. Structures et fonctions des ARN

🔑 Notions clés & Définitions

• Ribozyme : est un ARN catalytique capable de réaliser des réactions enzymatiques

★ À maîtriser

• Les principales classes d’ARN cellulaires sont:
  • les ARNm ou transcrits codants
  • les ARNr
  • les ARNt
  • les mini-ARN
  • les micro-ARN
  • les longs ARN non codants

• Les structures d’ARN comprennent:
  • la tige-boucle
  • la boucle à épingle à cheveux
  • les pseudo-nœuds

📌 L’ARNm porte l’information nécessaire à la synthèse d’une protéine, l’ARNt traduit le code nucléotidique en code protéique, et l’ARNr forme les ribosomes et catalyse la formation des liaisons peptidiques.

📌 Chez les procaryotes, le transcrit codant est généralement prêt à être traduit, tandis que chez les eucaryotes le pré-ARNm doit subir une maturation et être exporté du noyau vers le cytoplasme.

Compléments

• Les ARN peuvent être: simple brin ou double brin, linéaires ou circulaires, capables de former des doubles hélices hybrides ARN-ADN

• Les structures tertiaires des ARN permettent des fonctions structurales, de reconnaissance, de liaison, d’interaction et de catalyse.

• Dans les cellules eucaryotes, les ARNm représentent 4 % des ARN totaux, les ARNt 10 % et les ARNr 80 % des ARN totaux.

💡 Astuce mémo

Un ARN se replie comme une tige-boucle puis s’organise en 3D

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison ADN et ARN