Fiche de révision : Propriétés physico-chimiques de l’ADN

📋 Plan du Cours

1. Taille et masse des acides nucléiques
2. Charge et migration de l’ADN
3. Absorption des acides nucléiques
4. Dénaturation et renaturation de l’ADN
5. Dégradation et purification de l’ADN

📖 1. Taille et masse des acides nucléiques

★ À maîtriser

• Une paire de bases d’ADN a une masse moléculaire moyenne de 618 g/mol.

Compléments

• Un kilopaire de bases (kpb) correspond à 1 000 paires de bases et un mégapaire de bases (Mpb) à 1 000 000 paires de bases.

• L’adénovirus possède environ 35 × 10³ pb, une masse d’environ 10⁷ Da et une longueur d’environ 1,1 × 10⁻⁵ m.

• Le génome d’Escherichia coli mesure environ 3,5 × 10⁶ pb, a une masse d’environ 10⁹ Da et une longueur d’environ 1,3 × 10⁻³ m.

• Le génome humain est indiqué à environ 2 × 3 × 10⁹ pb, pour une masse d’environ 10¹² Da et une longueur d’environ 2 m.

📖 2. Charge et migration de l’ADN

📝 Points essentiels

• L’ADN et l’ARN sont chargés négativement en raison de leurs groupes phosphates.

• Lors d’une électrophorèse, l’ADN et l’ARN migrent dans un champ électrique vers le pôle positif, appelé anode.

💡 Astuce mémo

Groupes phosphates négatifs → migration vers l’anode

📖 3. Absorption des acides nucléiques

★ À maîtriser

• Les bases A, T, G, C et U présentent une absorption maximale autour de 260 nm.

• La densité optique mesurée à 260 nm est utilisée pour déterminer la concentration en ADN.

Compléments

• Le rapport DO260/280 est utilisé pour repérer la présence de protéines dans un échantillon.

📖 4. Dénaturation et renaturation de l’ADN

🔑 Notions clés & Définitions

• Dénaturation : La dénaturation de l’ADN correspond à la séparation des deux brins, qui passent de l’état double brin à l’état simple brin.

• Renaturation : La renaturation est le réappariement spontané des deux brins complémentaires d’ADN.
• Température de fusion : La température de fusion, ou Tm (Temperature of melting), est la température associée à la dénaturation de l’ADN.
• COT : Le COT (concentration over time) est un paramètre qui définit la renaturation de l’ADN.

★ À maîtriser

• La dénaturation peut être provoquée par :
  • la température
  • le pH
  • des agents chaotropes

Compléments

• La dénaturation est modulée par :
  • la taille du fragment
  • son pourcentage de GC
  • la force ionique du milieu

💡 Astuce mémo

Dénaturation : double brin séparé ; renaturation : brins complémentaires réappariés

📖 5. Dégradation et purification de l’ADN

★ À maîtriser

• Les exonucléases dégradent l’ADN à partir d’une extrémité dans le sens 5′ vers 3′ ou dans le sens 3′ vers 5′.

📌 Les endonucléases coupent l’ADN à l’intérieur de la chaîne, contrairement aux exonucléases qui agissent à partir d’une extrémité.

• Chez les cellules eucaryotes animales, l’ADN comprend de l’ADN nucléaire et de l’ADN mitochondrial.

• 🔄 La purification des acides nucléiques suit les étapes suivantes :

  1. prélèvement biologique
  2. lyse des cellules nucléées
  3. dégradation des protéines
  4. extraction des acides nucléiques
  5. précipitation de l’ADN

Compléments

• Les endonucléases peuvent être spécifiques de séquences ou non spécifiques, comme les DNases I et II.

• Les acides nucléiques sont présents dans les virus, les bactéries et les cellules.

• Les types d’ARN cités sont :

  • l’ARN messager (ARNm)
  • l’ARN de transfert (ARNt)
  • l’ARN ribosomique (ARNr)
  • les petits ARN fonctionnels

• Les ARN sont sensibles aux RNases, et les ARNm présentent une spécificité tissulaire.

• Les sources biologiques citées sont :

  • le sang
  • les tissus, notamment les biopsies
  • les cultures cellulaires

• Une cellule humaine contient environ 6 à 7 × 10⁻¹² g d’ADN.

• Un millilitre de sang contient environ 5 à 6 × 10⁶ leucocytes, soit environ 30 × 10⁻⁶ g d’ADN.

• La lyse cellulaire peut être réalisée par des détergents ou par un traitement mécanique.

• La dégradation des protéines lors de la purification peut faire appel à la protéinase K.

• L’extraction des acides nucléiques peut utiliser :

  • des solvants organiques
  • des agents chaotropiques
  • une fixation par interaction de charges

• La précipitation de l’ADN peut être réalisée avec des alcools.

💡 Astuce mémo

Prélever → lyser → dégrader les protéines → extraire → précipiter