Fiche de révision : Structure et fonctions des acides nucléiques

📋 Plan du Cours

1. Organisation générale des acides nucléiques
2. Structure et propriétés de l’ADN
3. Complémentarité et double hélice
4. Dénaturation et absorption UV
5. Caractéristiques générales des ARN
6. ARN messager et ribosomal
7. ARNt et petits ARN
8. Coopération des ARN en traduction

📖 1. Organisation générale des acides nucléiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Acides nucléiques : Hétéropolymères de nucléotides comprenant l’ADN, ou acide désoxyribonucléique, et l’ARN, ou acide ribonucléique.

★ À maîtriser

📌 La polymérisation des acides nucléiques repose sur une polymérase et sur la complémentarité stricte des bases azotées : A s’apparie avec T et C avec G dans l’ADN, tandis que A s’apparie avec U et C avec G dans l’ARN.

Compléments

• Chez les organismes eucaryotes, les acides nucléiques sont produits dans le noyau, tandis que chez les organismes procaryotes, ils sont produits dans le cytoplasme.

💡 Astuce mémo

ADN et ARN : deux hétéropolymères, deux pentoses

📖 2. Structure et propriétés de l’ADN

🔑 Notions clés & Définitions

• ADN : Molécule universelle support de l’information génétique, constituée de deux chaînes nucléotidiques antiparallèles en double hélice.

★ À maîtriser

• Dans l’ADN, les groupements phosphate sont orientés vers l’extérieur et les bases azotées vers l’intérieur de la double hélice.

• Les désoxyriboses de l’ADN possèdent un hydrogène sur le carbone 2′ au lieu d’un groupement OH, ce qui rend l’ADN plus stable et moins dégradable que l’ARN.

Compléments

• Erwin Chargaff a observé que les bases azotées de l’ADN forment des paires.

• Rosalind Franklin a obtenu par diffraction des rayons X un diagramme montrant une structure hélicoïdale et un empilement régulier des bases azotées.

• Les séquences variables de bases azotées permettent environ 4^1000 combinaisons pour une chaîne d’environ 1000 nucléotides, soit environ 1·10^602 possibilités.

• Les charges négatives du squelette phosphate attirent les cations Mg2+ et Na+ ainsi que les protéines histones riches en lysines et en arginines.

💡 Astuce mémo

Une échelle torsadée : phosphates dehors, bases dedans

📖 3. Complémentarité et double hélice

★ À maîtriser

• Watson et Crick ont proposé en 1953 un modèle de l’ADN en double hélice formé de deux chaînes nucléotidiques antiparallèles.

📌 L’ADN possède un squelette externe monotone de sucre et de phosphate, tandis que sa partie interne variable en bases azotées porte l’information génétique.

📌 Les deux brins d’ADN sont reliés par des liaisons hydrogène entre bases complémentaires : l’adénine avec la thymine et la cytosine avec la guanine.

Compléments

• Les grands sillons de l’ADN mesurent environ 2,2 nm et constituent des zones de reconnaissance et de fixation pour la plupart des protéines, notamment les facteurs de transcription.

💡 Astuce mémo

AT–CG : les deux paires de bases de l’ADN

📖 4. Dénaturation et absorption UV

🔑 Notions clés & Définitions

• Température de fusion : Température à laquelle la moitié de la double hélice d’ADN est dénaturée ; dans le cours, elle est indiquée à 80 °C.

📝 Points essentiels

• Les bases azotées absorbent principalement les rayons ultraviolets autour de 260 nm, ce qui permet de localiser les acides nucléiques et d’estimer leur composition relative en A, T, C et G.

• Lors du chauffage de l’ADN, les deux brins se séparent progressivement et l’absorption des UV augmente parce que les bases deviennent davantage exposées.

📌 Plus la proportion de guanines et de cytosines est élevée, plus la Tm de l’ADN est élevée, car C-G est relié par trois liaisons hydrogène contre deux pour A-T.

💡 Astuce mémo

Chauffage → séparation des brins → absorption UV accrue

📖 5. Caractéristiques générales des ARN

🔑 Notions clés & Définitions

• ARN : Hétéropolymère généralement simple brin, synthétisé par une ARN polymérase et contenant des riboses qui le rendent plus facilement dégradable que l’ADN.

💡 Astuce mémo

Ribose fragile dans l’ARN, désoxyribose stable dans l’ADN

📖 6. ARN messager et ribosomal

★ À maîtriser

• Les ARNm représentent 5 % en poids des ARN cellulaires et ont une durée de vie allant de quelques minutes à 24 heures au maximum.

• Les ARNm résultent de la transcription de l’ADN et transportent l’information génétique utilisée par les ribosomes pour synthétiser les protéines.

• Les ARNr représentent 80 % des ARN cellulaires et, associés à des protéines ribosomales, forment les ribosomes, sites de traduction des ARNm.

Compléments

• La grande sous-unité du ribosome contient les trois sites de lecture de l’ARNm appelés E, P et A.

💡 Astuce mémo

ADN → ARNm → ribosome → protéine

📖 7. ARNt et petits ARN

★ À maîtriser

• Chaque ARNt relie un codon de l’ARNm à l’acide aminé correspondant grâce à la reconnaissance de l’anticodon.

• L’aminoacyl-ARNt synthétase catalyse la fixation spécifique d’un acide aminé sur l’ARNt, et cette fixation consomme de l’ATP.

Compléments

• Les ARNt représentent environ 15 % des ARN cellulaires, comportent environ 70 à 100 nucléotides et existent en environ 50 formes différentes.

• Les ARNsn participent à la maturation des ARNm eucaryotes au sein de complexes SNuRP.

• Les amorces d’ARN synthétisées par une primase sont nécessaires au démarrage de la réplication de l’ADN.

• Les ARNi se fixent à l’ARNm par une séquence complémentaire et empêchent sa traduction.

💡 Astuce mémo

Codon → anticodon → acide aminé

📖 8. Coopération des ARN en traduction

📝 Points essentiels

• Pendant la traduction, les ARNm, les ARNr et les ARNt coopèrent : l’ARNm porte les codons, le ribosome lit ces codons et les ARNt apportent successivement les acides aminés correspondants.

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison ADN et ARN