Fiche de révision : Structure des acides nucléiques

📋 Plan du Cours

1. Composition des nucléotides
2. ATP et transfert énergétique
3. Formation des chaînes nucléotidiques
4. Structure et localisation de l’ADN
5. Chromatine et chromosomes
6. Structure et rôles des ARN

📖 1. Composition des nucléotides

🔑 Notions clés & Définitions

• Nucléotide : Composé d’un pentose, d’une base azotée et d’un à trois acides phosphoriques.

★ À maîtriser

📌 Le ribose entre dans la structure de l’ARN et de l’ATP, tandis que le désoxyribose est un composant majeur de l’ADN.

Compléments

• Une pyrimidine possède un noyau aromatique à six atomes, dont quatre carbones et deux azotes.

• Une purine possède deux noyaux aromatiques.

📌 Une liaison ester relie un groupement OH libre d’un sucre à un phosphate, tandis qu’une liaison anhydride relie un groupement OH libre d’un acide à un phosphate.

📖 2. ATP et transfert énergétique

🔑 Notions clés & Définitions

• ATP : L’ATP, ou adénosine triphosphate, est un nucléotide présent dans toutes les cellules et la forme principale et universelle de stockage de l’énergie.
• Liaison à haut potentiel énergétique : Une liaison dont la rupture par hydrolyse libère de l’énergie utilisable pour réaliser un travail.

★ À maîtriser

• L’ATP possède trois phosphates et deux liaisons à haut potentiel énergétique, l’ADP deux phosphates et une liaison à haut potentiel énergétique, et l’AMP un phosphate et aucune liaison à haut potentiel énergétique.

Compléments

📌 Les voies cataboliques libèrent de l’énergie utilisée pour synthétiser l’ATP par phosphorylation de l’ADP, tandis que les voies anaboliques consomment de l’énergie en utilisant l’ATP.

📐 Formule - Lors de l’utilisation la plus fréquente de l’ATP, $ATP + H_2O \rightarrow ADP + Pi$, où Pi désigne le phosphate inorganique.

📐 Formule - Plus rarement, l’hydrolyse de l’ATP suit la réaction $ATP + H_2O \rightarrow AMP + PPi$, où PPi désigne le pyrophosphate formé de deux phosphates liés par une liaison à haut potentiel énergétique.

💡 Astuce mémo

Le catabolisme charge l’ATP ; l’anabolisme le décharge.

📖 3. Formation des chaînes nucléotidiques

★ À maîtriser

• Les nucléotides se condensent les uns sur les autres pour former une chaîne polynucléotidique reliée par des liaisons phosphodiester.

• Une liaison phosphodiester se forme entre le carbone 3’ d’un nucléotide et le carbone 5’ du nucléotide suivant.

Compléments

📌 Une chaîne polynucléotidique commence par un nucléotide dont le phosphate en 5’ est libre et se termine par un nucléotide dont la fonction alcool en 3’ n’est pas liée à un phosphate.

• La structure primaire des acides nucléiques est un polymère linéaire de nucléotides orienté de 5’ vers 3’.

📖 4. Structure et localisation de l’ADN

🔑 Notions clés & Définitions

• ADN : L’ADN, ou acide désoxyribonucléique, est le support de l’information génétique et se compose de deux brins de nucléotides en double hélice.

★ À maîtriser

• Chaque nucléotide de l’ADN contient un désoxyribose, un groupement phosphate et une base parmi l’adénine, la thymine, la cytosine et la guanine.

📌 Dans l’ADN, l’adénine s’apparie à la thymine par deux liaisons hydrogène, tandis que la cytosine s’apparie à la guanine par trois liaisons hydrogène.

Compléments

• L’ordre des bases de l’ADN constitue le code génétique.

• Dans les cellules eucaryotes, l’ADN principal se trouve dans le noyau et de petites quantités d’ADN se trouvent aussi dans les mitochondries ; l’ADN mitochondrial est hérité de la mère.

• Dans les cellules procaryotes, l’ADN est libre dans le cytoplasme et il n’y a pas de noyau.

📖 5. Chromatine et chromosomes

★ À maîtriser

📌 La chromatine est une forme décondensée de l’ADN présente dans le noyau en dehors de la division cellulaire, tandis que le chromosome est une forme condensée présente lors de la mitose ou de la méiose.

📌 Sous forme de chromatine, l’ADN est accessible aux enzymes pour la transcription et l’expression génétique, tandis que l’expression génétique est inactive lorsque l’ADN est sous forme de chromosome condensé.

Compléments

• La chromatine est composée d’ADN enroulé autour de protéines appelées histones.

• La condensation de l’ADN en chromosomes permet sa répartition égale entre les cellules filles lors de la division cellulaire.

💡 Astuce mémo

Chromatine accessible hors division ; chromosome compact pendant la division.

📖 6. Structure et rôles des ARN

★ À maîtriser

📌 L’ARN est un polymère de nucléotides qui contient du ribose plutôt que du désoxyribose et de l’uracile à la place de la thymine ; il est généralement simple brin, peut se replier localement et est moins stable que l’ADN.

• L’ARN messager est produit par transcription d’un gène, transporte l’information génétique de l’ADN jusqu’aux ribosomes et sert de modèle à la synthèse des protéines par traduction.

• L’ARN de transfert transporte les acides aminés vers les ribosomes pendant la traduction ; chaque ARNt est spécifique d’un acide aminé et possède un anticodon complémentaire d’un codon de l’ARNm.

Compléments

• L’ARN est synthétisé dans le noyau à partir de l’ADN par transcription, puis se trouve dans le cytoplasme où il exerce ses fonctions ; certaines formes se trouvent aussi dans les ribosomes et les mitochondries.

• L’ARN ribosomique constitue une grande partie des ribosomes avec les protéines ribosomiques et joue un rôle structurel et catalytique dans la synthèse des protéines.

📊 Tableaux de synthèse

États de l’ADN