iv. les acides nucléiques -  · unités acides gras monosaccharides acides aminés nucléotides

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  • I. Gnralits sur les organismes vivants II. L'eau

    III. Acides amins, peptides et protines

    IV. Les acides nucliques V. Glucides VI. Lipides

    Plan gnral du cours

  • Monosaccharides Acides gras Acides Amins Nuclotides Units

    Cellule

    Membranes lipidiques Triacylglycrols

    Glucides Protines (enzymes et

    autres...)

    Acides nucliques ADN et ARN

    (Information gntique)

  • 1. Introduction

    2. Structure de l'ADN

    3. Structure des ARN

    4. Techniques d'tudes

    Les Acides nucliques

  • Reproduction = proprit essentielle des tres vivants

    Chaque gnration une copie du matriel gntique (rplication)

    Information porte par l'acide dsoxyribonuclique (ADN)

    Information utilise que si dcode

    1. Introduction

  • ADN

    ARN

    Protines

    Transcription

    Traduction

    Rplication

    LE DOGME

  • Localisation de lADN dans les cellules

    Cellule procaryote Cellule eucaryote

    Cellule animale

    Cellule vgtale

    http://www.cours-pharmacie.com/biologie-cellulaire/cellules-procaryotes-et-cellules-eucaryotes.html

    Noyau

    Mitochondrie

    Noyau Mitochondrie

    Chloroplaste

    http://www.larousse.fr/encyclopedie/divers/bactrie/25038

  • 1. Introduction

    2. Structure de l'ADN

    3. Structure des ARN

    4. Techniques d'tudes

    Les Acides nucliques

  • 2. Structure de l'ADN

    - Base purique ou pyrimidique

    - Dsoxyribose - Groupement Phosphate Bases = support de l'information gntique

    Dsoxyribose + Groupement phosphate = squelette

    Nuclotide

  • Les 4 bases azotes de lADN

    PURINE

    Purine

    PYRIMIDINE

    Pyrimidine

    Adnine Guanine

    Cytosine Thymine

    H

  • Les 4 nuclosides de lADN

    Nucloside = Base azote + Dsoxyribose

    Purine

    Pyrimidine

    Exemple

    Les 4 nuclosides de lADN : Dsoxyadnosine Dsoxyguanosine Dsoxycytidine Dsoxythimidine

  • Les 4 nuclotides de lADN

    Nuclotide = Base azote + Dsoxyribose + 1 3 Phosphates

    Exemple:

    Les 4 nuclotides prcurseur de lADN : dATP dCTP dGTP dTTP

  • Les 4 nuclotides de lADN

  • Nuclotides lis entre eux par les dsoxyriboses via une liaison phosphodiester

    P : relie les positions 5 et 3 des dsoxyriboses

    Variabilit nature de la base associe

    Les liaisons phosphodiesters

    Liaison 3

    Liaison 5 Pont phosphodiester

  • Les liaisons phosphodiesters

    5

    3

    5

    3

  • Reprsentation schmatique :

    * Trait vertical = dsoxyribose

    * A, G, C, T = base

    * P = gpment phosphate

    Chane polaire : 1 extrmit 5'-P + 1 extrmit 3'-OH

    Convention : extrmit 5 gauche

    Reprsentation de l'ADN

  • Structure en double hlice de lADN

    Diagramme de diffraction de rayons X dune fibre dADN.

    Structure hlicodale

  • La DH est faite de deux brins dADN en sens opposs, enrouls lun sur lautre.

    Bases l'intrieur

    Phosphates et sucres l'extrieur

    Un tour dhlice = 360 = 34 Un tour = 10 bases

    Diamtre de lhlice = 20

    1953: 1-Naissance de Herv Darbon 2-Structure en double hlice propose par Watson et Crick

    Structure en double hlice de lADN

  • La double hlice dADN: petit et grand sillon

  • Structure en double hlice de lADN

    Vue de dessus de la Double Hlice

  • La double hlice dADN: appariement des bases

    Bases relies entre elles par des liaisons H

    A T (2 liaisons H) G C (3 liaisons H)

  • Appariement des bases

    Bases relies entre elles par des liaisons H A T (2 liaisons H) G C (3 liaisons H)

  • Spcificit de l'appariement des bases

    Facteurs striques => spcificit de l'appariement des bases

    Empilement des bases:

    interactions hydrophobes

    Seuls les couples AT et GC sont possibles

    Les 2 chanes sont distantes de 10,4

    T A G C

  • Spcificit de l'appariement des bases

    Facteurs striques => spcificit de l'appariement des bases.

    Seuls les couples AT et GC sont possibles.

  • Fusion de l'ADN

    Brins d 'ADN peuvent se dissocier => rupture des liaisons H

    temprature ou pH extrme

    Temprature de fusion (Tm) : 50% de l'ADN est dnatur

    simple brin

    double hlice

    longueur donde (nm) 220 260 300

    abso

    rban

    ce

  • La temprature de fusion avec la teneur en GC% de l'ADN E. coli : GC% = 50 Tm = 72C P. aeruginosa : GC% = 66 Tm = 79C

    [G+C] 35% 50% 66%

    65 75 85 temprature (C)

    abso

    rban

    ce 2

    60 n

    m

    Fusion de l'ADN

  • Rgions riches en AT : premires fondre (fusion)

    Rassociation spontane quand T (hybridation)

    Fusion de l'ADN

  • Organisme Gnome Longueur (en kilo bases) (en m)

    Virus SV 40 5,1 1,7 Bactrie E. coli 4 600 1400 Mouche 155 000 56 000 Homme 3 200 000 990 000 (~ 1 mtre)

    Tailles des gnomes

  • Compaction de lADN

    Compaction de lADN (ici ADN circulaire)

    Forme relache

    Forme superenroule

  • Compaction de l'ADN

    Homme: 22 paires 1 paire sexuelle (30 000 gnes 3 milliards de PB) Cheval: 64 paires Plantes: Jusqu >1000 Drosophile: 8 paires

  • Modle de rplication semi-conservatif :

    Ordre des bases : code pour l'information gntique

    Une chane complmentaire de lautre (notion de matrice et copie)

    Rplication : rupture des liaisons H

    Chaque chane = matrice pour la synthse d'une chane complmentaire => processus semi-conservatif

    1 molcule d'ADN 2 chanes complmentaires Rplication pour division cellulaire : chaque brin sert de matrice

    Structure en double hlice et rplication

  • Exprience de Meselson et Stahl (1958)

    ADN marqu avec du 15N (culture dans un milieu ne contenant que du 15N) A T=0, transfert de la culture en 14N et observation de la densit de l'ADN en fonction des gnrations

    ADN 15N + dense que l'ADN 14N : sparation possible par centrifugation

    14N

    15N

  • T0 : 1 seule bande dADN 15N

    1re gnration : 1 bande une densit intermdiaire entre 15N et 14N et perte bande 15N

    2me gnration : 2 bandes (une de densit 14N, l'autre intermdiaire)

    4 gnrations : ADN essentiellement de densit 14N

    Exprience de Meselson et Stahl (1958)

  • T0 : une seule bande dADN 15N

    1re gnration : 1 bande densit intermdiaire entre 15N et 14N (perte de la bande 15N)

    2me gnration : 2 bandes (une de densit 14N, l'autre intermdiaire)

    Exprience de Meselson et Stahl (1958)

  • L'ADN est rpliqu par lADN polymrase

    Principe de la rplication

    Ncessite : - Matrice d'ADN - Une amorce

    - dATP, dGTP, dTTP, dCTP + Mg2+

    - ADN polymrase :

    dNTP + (ADN)n (ADN)n+1 + PPi

    - ~ 20 protines participent la rplication

  • Principe de la rplication

  • 1 . Attaque nuclophile 2 . Elimination de PPi + formation liaison O-P

    Principe de la rplication 5

    3

  • Ncessit d'une matrice

    Ncessit dune amorce avec un groupe 3-OH libre

    LADN polymrase catalyse la formation de la liaison phosphodiester seulement si les bases sont complmentaires

    Elongation dans le sens 5 3

    L'enzyme fait peu d'erreurs (1 / 100 millions)

    Principe de la rplication

  • 1. Introduction

    2. Structure de l'ADN

    3. Structure des ARN

    4. Techniques d'tudes

    Les Acides nucliques

  • ADN

    ARN

    Protines

    Transcription

    Traduction

    Rplication

    LE DOGME

  • Les diffrents types d'ARN cellulaires

    Quatre types principaux d'ARN :

    - ARN messagers (ARNm) : transfert dinformation de lADN

    - ARN ribosomiques (ARNr) : constituants du ribosome

    - ARN de transfert (ARNt) : fixent les acides amins et les transportent sur le ribosome

    - ARN interfrents (ARNi): rle rgulateur, influe sur la stabilit ou laccessibilit de lARNm

  • 3. Structure des ARN

    - le ribose remplace le dsoxyribose

    ribose dans ARN

    2-dsoxyribose dans ADN

    - luracile remplace la thymine

    U T

  • ARN: Acide ribonuclique Assemblage dunits nuclotidiques:

    - une base (A,C, G et U remplace T) - un ribose - un groupement phosphate

    LARN est simple brin

    Structure des ARN

  • Possible formation de structure secondaire Tige-boucle

    Structure des ARN

  • Le cas des virus ARN Plupart des organismes : Gnome sous forme d'ADN

    Certains virus : Information gntique porte par lARN

    RNA viral Hybride DNA-RNA

    DNA transcrit du RNA viral

    DNA viral en double hlice

    transcriptase inverse

    transcriptase inverse

    transcriptase inverse

    Activit ARN-dpendante ADN polymrase Activit ribonuclase

    Activit ADN-dpendante ADN polymrase

  • Ncessite : - Matrice d'ADN

    - ATP, GTP, UTP, CTP + Mg2+ ou Mn2+

    - ARN polymrase :

    NTP + (ARN)n (ARN)n+1 + PPi Synthse ~ celle de l'ADN :

    - Polarit 5 3

    - Mcanisme d'longation identique

    Principe de la transcription

    La transcription est la synthse dARN parti

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