Fiche de révision : Structure et composition du génome

📋 Plan du Cours

1. Biologie moléculaire et société
2. Composition des nucléotides
3. Organisation polymérique de l’ADN
4. ADN et hérédité
5. Structure tridimensionnelle de l’ADN
6. Taille des génomes

📅 Repères chronologiques

1. 1869Miescher a découvert la nucléine, correspondant à l’ADN.
2. 1879Flemming a découvert la chromatine dans le noyau des cellules eucaryotes, qui se colore fortement avec certains colorants.
3. 1889Altman a découvert l’acide nucléique à partir d’ADN purifié.
4. 1928Griffith a montré qu’un pneumocoque S virulent tué, associé à un pneumocoque R non virulent vivant, provoque la mort de la souris par transfert d’un « principe transformant ».
5. 1930La composition de l’ADN, ou acide désoxyribonucléique, a été découverte.
6. 1938Waren Weaver, directeur scientifique de la fondation Rockefeller, a utilisé pour la première fois le terme « biologie moléculaire ».
7. 1949Chargaff a montré que les proportions de chaque base complémentaire sont identiques pour une même espèce.
8. 1953La structure de l’ADN a été découverte.
9. 2003Le projet du génome humain a été réalisé.

📖 1. Biologie moléculaire et société

🔑 Notions clés & Définitions

• Biologie moléculaire : Étude des processus de duplication et d’expression du matériel génétique ainsi que des techniques de manipulation des acides nucléiques.

★ À maîtriser

• En médecine, l’analyse de l’ADN permet le séquençage de marqueurs associés à une maladie génétique et le génie génétique peut servir à la thérapie génique.

Compléments

• La biologie moléculaire est utilisée en criminologie pour identifier un individu, en filiation pour réaliser un test de paternité et en agriculture pour produire des organismes génétiquement modifiés destinés à l’alimentation ou à des usages thérapeutiques.

💡 Astuce mémo

ADN étudié → diagnostics, identification, filiation et génie génétique

📖 2. Composition des nucléotides

🔑 Notions clés & Définitions

• Nucléotide : Constitué d’une base azotée, d’un sucre et d’un ou plusieurs groupements phosphates.
• Nucléoside : L’association d’une base azotée et d’un sucre.

★ À maîtriser

• Les bases azotées sont:
  • l’adénine
  • la guanine
  • la cytosine
  • la thymine, présente seulement dans l’ADN
  • l’uracile, présent seulement dans l’ARN

📌 Dans l’ADN, le sucre est le 2’-désoxy-D-ribose, dépourvu de groupement hydroxyle en C2’, tandis que l’ARN contient du D-ribose.

Compléments

• Un maximum de trois groupements phosphates peuvent être accrochés au carbone 5’ du sucre.

💡 Astuce mémo

Base + sucre + phosphate = nucléotide

📖 3. Organisation polymérique de l’ADN

🔑 Notions clés & Définitions

• ADN : Polymère de 2’-désoxyribonucléotides reliés entre eux par des liaisons 3’-5’ phosphodiester.

📝 Points essentiels

• La polymérisation de l’ADN se fait dans le sens 5’ vers 3’.

💡 Astuce mémo

5’ → 3’ : les nucléotides s’enchaînent par liaison phosphodiester

📖 4. ADN et hérédité

📝 Points essentiels

• En 1944, la dégradation de l’ADN par une DNase empêche la transformation du pneumocoque R et laisse la souris vivante, tandis que la protéase et la RNase ne l’empêchent pas.

📌 L’ADN est le support de l’hérédité, car les informations qu’il stocke sont transmises de génération en génération.

💡 Astuce mémo

ADN transféré → transformation bactérienne → hérédité

📖 5. Structure tridimensionnelle de l’ADN

🔑 Notions clés & Définitions

• Double hélice : Formée de deux brins antiparallèles organisés en hélice.

★ À maîtriser

📌 Dans la double hélice, l’adénine s’apparie avec la thymine par deux liaisons hydrogène et la cytosine s’apparie avec la guanine par trois liaisons hydrogène.

Compléments

• Les bases azotées sont plates, s’empilent en paires et contribuent à maintenir les deux brins de la double hélice.

• Dans l’ADN de forme B, le diamètre de la double hélice est de 2 mm, son pas de 3,4 mm et la distance entre les bases est de 0,34 mm.

📌 Le sillon majeur offre une meilleure accessibilité aux bases que le sillon mineur.

💡 Astuce mémo

Sillon majeur accessible, sillon mineur peu accessible

📖 6. Taille des génomes

★ À maîtriser

• Le génome humain contient 3 × 10⁹ paires de bases haploïdes.

Compléments

• Les grands génomes ont une taille d’environ 10 µm, tandis que les petits génomes ont une taille d’environ 1 µm.

• Les génomes bactériens contiennent entre 0,5 × 10⁶ et 15 × 10⁶ paires de bases.

💡 Astuce mémo

Humain : grand génome ; bactéries : petits génomes

📊 Tableaux de synthèse

Composition des acides nucléiques