Fiche de révision : Structure des acides nucléiques

📋 Plan du Cours

1. Constitution des acides nucléiques
2. Organisation et propriétés de l’ADN
3. Dénaturation et température de fusion
4. ADN bactérien et topoisomérases
5. ADN mitochondrial
6. Aminoglycosides et mutation mitochondriale
7. Structure générale de l’ARN

📖 1. Constitution des acides nucléiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Nucléotide : Constitué d’une base, d’un sucre et d’un groupement phosphate.
• Nucléoside : Constitué d’une base et d’un sucre, sans groupement phosphate.

★ À maîtriser

• Les nucléotides sont reliés par des liaisons phosphodiester via le groupement phosphate de leur sucre, formant des polynucléotides.

• Les purines et pyrimidines comprennent:

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

Compléments

• Le sucre et la base d’un nucléotide sont reliés par une liaison glycosidique.

• Les nucléotides peuvent être monophosphates, diphosphates ou triphosphates, et la forme triphosphate sert de précurseur à la synthèse des acides nucléiques.

💡 Astuce mémo

NSB : nucléotide = sucre, phosphate, base

📖 2. Organisation et propriétés de l’ADN

🔑 Notions clés & Définitions

• Extrémité 3’ : Porte un groupe OH libre en position 3’ du cycle du sucre.

★ À maîtriser

📌 Les règles de Chargaff indiquent que la concentration des purines égale celle des pyrimidines, que le nombre d’adénines égale celui des thymines et que le nombre de guanines égale celui des cytosines.

• En 1953, Watson et Crick ont mis en évidence la structure en double hélice de l’ADN grâce à la diffraction des rayons X par des fibres d’ADN.

• Dans la double hélice d’ADN, la distance entre nucléotides est de 0,34 nm, il y a 10 nucléotides par tour et un tour mesure 3,4 nm.

• Les deux brins de la double hélice d’ADN sont antiparallèles.

• La forme B est la conformation de la double hélice d’ADN la plus fréquente, et son enroulement crée un grand sillon et un petit sillon.

Compléments

• Les bases sont situées à l’intérieur de la double hélice, tandis que le squelette sucre-phosphate se trouve à l’extérieur.

💡 Astuce mémo

Grand sillon informatif, petit sillon étroit

📖 3. Dénaturation et température de fusion

🔑 Notions clés & Définitions

• Température de fusion : Température à laquelle la moitié des bases d’un échantillon d’ADN double brin est dénaturée.

📝 Points essentiels

• Les paires de bases sont stabilisées par trois liaisons hydrogène entre C et G et par deux liaisons hydrogène entre A et T.

• Le grand sillon présente un profil de groupes donneurs et accepteurs de liaisons hydrogène différent pour les paires AT, TA, CG et GC, ce qui permet de les différencier.

📌 La température de fusion est plus élevée pour les régions riches en CG que pour les régions riches en AT, car C-G possède trois liaisons hydrogène contre deux pour A-T.

💡 Astuce mémo

Plus de liaisons H → Tm plus élevée

📖 4. ADN bactérien et topoisomérases

🔑 Notions clés & Définitions

• Topoisomère : Formes d’ADN ayant la même séquence mais différant par leur nombre de liaisons L.
• Topoisomérase I : La topoisomérase I coupe un seul brin d’ADN grâce à un résidu de tyrosine, fait passer l’extrémité coupée sous l’autre brin puis referme la coupure.
• Topoisomérase II : La topoisomérase II, ou ADN gyrase, coupe les deux brins d’ADN, permet leur rotation puis les reconnecte pour supprimer les superhélices formées lors de la réplication.

★ À maîtriser

• L’ADN bactérien est circulaire et ses deux extrémités peuvent être réunies par une ligase bactérienne utilisant un ATP.

Compléments

• L’irinotécan, ou Campto, inhibe la topoisomérase I et est utilisé contre les cancers du côlon avec métastases.

• L’étoposide, ou Celltop et Eposon, inhibe la topoisomérase II et est utilisé contre les hémopathies malignes.

💡 Astuce mémo

Topoisomérase I coupe un brin, II en coupe deux

📖 5. ADN mitochondrial

★ À maîtriser

• Les mitochondries contiennent plusieurs copies d’un ADN circulaire et possèdent de l’ADN, de l’ARN et une capacité de synthèse protéique comparable à celle des bactéries.

• Le génome mitochondrial humain contient 16 600 paires de nucléotides, avec 2 gènes d’ARNr, 22 gènes d’ARNt et 13 séquences codant des protéines.

📌 La transmission des mitochondries est maternelle, car l’œuf contient beaucoup plus de mitochondries que le spermatozoïde et les mitochondries spermatiques se dégradent pendant sa maturation.

📌 Si une mère est atteinte d’une maladie due à une mutation de l’ADN mitochondrial, tous ses enfants sont atteints.

Compléments

• L’ADN mitochondrial code 13 peptides, dont la majorité contribue au transport des électrons, ainsi que des molécules d’ARN indispensables à la synthèse de ces protéines.

💡 Astuce mémo

ADN mitochondrial : gènes, transmission maternelle, pathologies

📖 6. Aminoglycosides et mutation mitochondriale

★ À maîtriser

• Les aminoglycosides possèdent de la déoxystreptamine, portent de nombreuses charges positives et peuvent bloquer la synthèse protéique bactérienne en se fixant à un ARN impliqué dans cette synthèse.

• Environ 3 % de la population porte une mutation mitochondriale 1555 A-G dans le gène codant l’ARNr 12S.

• 🔄 La mutation mitochondriale entraîne une chaîne d’événements: elle modifie l’avant-dernière boucle de l’ARNr 12S, elle augmente la sensibilité aux aminoglycosides, elle arrête la synthèse protéique mitochondriale, elle peut provoquer une surdité lors de la prise de ces antibiotiques

Compléments

• Les aminoglycosides se fixent sur l’avant-dernière boucle de l’ARNr mitochondrial 12S.

💡 Astuce mémo

Mutation de l’ARNr 12S → toxicité des aminoglycosides → surdité

📖 7. Structure générale de l’ARN

📝 Points essentiels

📌 L’ARN contient du ribose et de l’uracile, tandis que l’ADN contient du 2-désoxyribose et de la thymine.

• L’ARN est souvent constitué de bases modifiées et formé d’une seule chaîne pouvant adopter une structure élaborée, comme une épingle à cheveux.

💡 Astuce mémo

ARN : ribose et uracile ; ADN : désoxyribose et thymine

📊 Tableaux de synthèse

Nucléotide et nucléoside