les acides nucléiques. i-introduction i-introduction isolés initialement du noyau des cellules du...

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Les acides Les acides nucléiques nucléiques

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Page 1: Les acides nucléiques. I-Introduction I-Introduction Isolés initialement du noyau des cellules Du point de vue chimique un acide faible Ce sont des substances

Les acides Les acides nucléiques nucléiques

Page 2: Les acides nucléiques. I-Introduction I-Introduction Isolés initialement du noyau des cellules Du point de vue chimique un acide faible Ce sont des substances

I-I-IntroductionIntroduction

Isolés initialement du noyau des cellules Du point de vue chimique un acide faible

Ce sont des substances présentes ,non seulement dans le noyau mais aussi dans le cytoplasme des cellules

Il existe 2 types d`acides nucléiques: L`ADN et L`ARN

Ce sont de longues molécules formées par la Ce sont de longues molécules formées par la répétition d`une sous unité appelée nucléotide répétition d`une sous unité appelée nucléotide ..

Page 3: Les acides nucléiques. I-Introduction I-Introduction Isolés initialement du noyau des cellules Du point de vue chimique un acide faible Ce sont des substances

II-Structure de l`ADN et de II-Structure de l`ADN et de L`ARNL`ARN

L`ADN est une molécule d`une grande importanceL`ADN est une molécule d`une grande importance

biologique car elle est le support de l`information biologique car elle est le support de l`information

génétique. L`information génétique qu`elle contient est génétique. L`information génétique qu`elle contient est

transmise transmise à à la descendance donc elle est le principale la descendance donc elle est le principale

véhicule du phénomène de l`hérédité .véhicule du phénomène de l`hérédité .

L`ADN est localisL`ADN est localisé é principalement dans le principalement dans le

noyau ,cependant il existe un ADN dans le cytoplasme noyau ,cependant il existe un ADN dans le cytoplasme

c`est l`ADN mitochondrial responsable de l`hc`est l`ADN mitochondrial responsable de l`héérrééditditéé

mitochondriale .mitochondriale .

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II-Structure de l`ADN et de II-Structure de l`ADN et de L`ARNL`ARN

L`ARN est localisL`ARN est localisé é essentiellement dans le essentiellement dans le cytoplasme ,mais il existe aussi dans le noyau .cytoplasme ,mais il existe aussi dans le noyau .

L`ADN et l`ARN sont formL`ADN et l`ARN sont forméés par la rs par la rééppéétition de tition de sous unitsous unitéés appels appeléées nucles nuclééotides .otides .

Chaque nuclChaque nuclééotide est constituotide est constituéé à à son tour de 3 son tour de 3 parties :parties :

-Une base azot-Une base azotéeée

-Un sucre ou ose -Un sucre ou ose àà cinq carbones ribose ou cinq carbones ribose ou

ddéésoxyribosesoxyribose

-Un groupement phosphate -Un groupement phosphate

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II-Structure de l`ADN et de L`ARNII-Structure de l`ADN et de L`ARN

Base ose phosphate

pyrimidiqueD (-) 2

désoxyribose D (-) ribosepurique

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Les nucléotides ont des fonctions variées etLes nucléotides ont des fonctions variées et

importantes, ce sont :importantes, ce sont : des composés à "haut potentiel des composés à "haut potentiel

énergétique" dont dépendent l'activation énergétique" dont dépendent l'activation de molécules : de molécules : ATPATP

des composés structuraux de coenzymes,des composés structuraux de coenzymes, des seconds messagers intracellulaires de des seconds messagers intracellulaires de

signaux et des médiateurs extracellulaires,signaux et des médiateurs extracellulaires,

des régulateurs d'activité de protéines des régulateurs d'activité de protéines AMPc.AMPc.

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II-Structure de l`ADN et de II-Structure de l`ADN et de L`ARNL`ARN

Les groupements phosphates et les Les groupements phosphates et les

molécules d`ose qui composent les acides molécules d`ose qui composent les acides

nucléiques sont identiques et jouent un rôle nucléiques sont identiques et jouent un rôle

structurale par contre les bases peuvent etre structurale par contre les bases peuvent etre

de 4 types et recde 4 types et recéélent l`information lent l`information

ggéénnéétique .tique .

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II-Structure de l`ADN et de II-Structure de l`ADN et de L`ARNL`ARN

1-Les bases azot1-Les bases azotés:s:Ce sont des molCe sont des moléécules aromatiques dont le cules aromatiques dont le

noyau est soit une purine soit une pyrimidinenoyau est soit une purine soit une pyrimidine

a-Les bases puriques:a-Les bases puriques:DDéérrivent du noyau purine ,qui est un noyaurrivent du noyau purine ,qui est un noyau

aromatique à 9 atomes 5C et 4N et raromatique à 9 atomes 5C et 4N et résultent sultent

de la substitution des atomes d`hydrogène de de la substitution des atomes d`hydrogène de

l`hétérocycle par des radicaux hydroxyles l`hétérocycle par des radicaux hydroxyles

amines ou mamines ou mééthyles thyles

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a-Les bases puriquesa-Les bases puriques

L`adenine

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a-Les bases puriquesa-Les bases puriques

La guanine

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b-Les bases pyrimidiquesb-Les bases pyrimidiques

Derrivent du noyau pyrimidine qui estDerrivent du noyau pyrimidine qui est

un noyau aromatique un noyau aromatique à à 6 atomes 4C et 2N et 6 atomes 4C et 2N et

résultent de la substitution des atomesrésultent de la substitution des atomes

d`hydrogd`hydrogééne de l`hétérocycle par desne de l`hétérocycle par des

Substituants hydroxyles amines ou methyls.Substituants hydroxyles amines ou methyls.

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b-Les bases pyrimidiquesb-Les bases pyrimidiques

La cytosine

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b-Les bases pyrimidiquesb-Les bases pyrimidiques

L`uracile

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b-Les bases pyrimidiquesb-Les bases pyrimidiques

La thymine

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C-Les proprietes C-Les proprietes physicochimiques des bases physicochimiques des bases

puriques et pyrimidiquespuriques et pyrimidiques Le caractère aromatique des bases puriques et Le caractère aromatique des bases puriques et

pyrimidiques leur confère :pyrimidiques leur confère :

- Une résistance - Une résistance àà l`oxydation . l`oxydation .

- Une absorption caractéristique dans - Une absorption caractéristique dans

l`UV (identification et dosage).l`UV (identification et dosage). La présence de substituants hydroxyles et amines La présence de substituants hydroxyles et amines

permet aux bases puriques et pyrimidiques de se permet aux bases puriques et pyrimidiques de se présenter sous plusieurs formes tautomèriques la présenter sous plusieurs formes tautomèriques la forme forme ceto ou lactame ceto ou lactame et la forme et la forme enol ou lactimeenol ou lactime..

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La tautomérie est la transformation d'un groupement fonctionnel en un autre groupement par : - déplacement simultané d'un atome d'hydrogéne et- d'un doublet d’ électron issu d'une double liaison adjacente.

Forme céto ou lactame de la thymine

Forme énol ou lac time de la thymine

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--La présence de substituants hydroxyles et amines permet aux La présence de substituants hydroxyles et amines permet aux bases puriques et pyrimidiques de se présenter sous plusieurs bases puriques et pyrimidiques de se présenter sous plusieurs formes tautomèriques la forme formes tautomèriques la forme ceto ou lactame ceto ou lactame et la forme et la forme enol ou lactimeenol ou lactime. .

A PH physiologique c’est la forme céto qui prédomine.A PH physiologique c’est la forme céto qui prédomine.

A PH élevé revirement à la forme énol ce qui affecte la liaison A PH élevé revirement à la forme énol ce qui affecte la liaison entre les paires de bases de l’ADN = dénaturation de l’ADNentre les paires de bases de l’ADN = dénaturation de l’ADN

Forme céto ou lactame de la guanine

Forme énol ou lactime de la guanine

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Forme amine ══ Forme imine

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Forme amine ══ Forme imine

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2-L`ose

`

` `

`

`

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2-L`ose

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3-L`acide phosphorique

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4- Les nucl4- Les nucléosidesosides Combinaison covalente d`un ose et Combinaison covalente d`un ose et

d`un sucre par une liaison beta N d`un sucre par une liaison beta N glycosidique glycosidique

base ose

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Les ribonuclLes ribonuclééosidesosides

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Les Les desoxyribonucldesoxyribonuclééosidrsosidrs

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5-Les nucl5-Les nucléotidesotides

Base

ose phosphateBase

ose phosphate

nucléoside

Acide phosphorique

nucléotide

Esters phosphoriques des nucléosides

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5-Les nucl5-Les nucléotidesotides

0o;p0o;p

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Convention de lecture d`un acide

nucléique:

5` vers 3`OH libre

6-Structure d`un polynucléotide

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pApGpCpApT =AGCAT

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liaisons hydrogènes des liaisons hydrogènes des bases :bases :

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Règle de Règle de ChargaffChargaff

A=T et G=C A=T et G=C ce qui est ce qui est d’une très grande d’une très grande importance dans la structure importance dans la structure secondaire de l’ADNsecondaire de l’ADN

A+G = C+TA+G = C+T A+T G+CA+T G+C

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9-Structure de 9-Structure de l`ARNl`ARN Ose: Ribose Ose: Ribose

Base :A, U,G, CBase :A, U,G, C Une seule chaineUne seule chaine le déchiffrage du code génétique contenu dans une le déchiffrage du code génétique contenu dans une

molécule d`ADN passe par la formation d`une molécule molécule d`ADN passe par la formation d`une molécule d’ARN d’ARN

L`ARN est synthétisé au cours d`un processus complexe L`ARN est synthétisé au cours d`un processus complexe qu`on appelle la transcription .qu`on appelle la transcription .

L acide ribonucléique est un polymère de ribonucléotides L acide ribonucléique est un polymère de ribonucléotides puriques ou pyrimidiques liés entre eux par des ponts puriques ou pyrimidiques liés entre eux par des ponts 3’,5’ phosphodiester, analogues à ceux de l’ADN.3’,5’ phosphodiester, analogues à ceux de l’ADN.

Page 43: Les acides nucléiques. I-Introduction I-Introduction Isolés initialement du noyau des cellules Du point de vue chimique un acide faible Ce sont des substances

Il existe plusieurs types d`ARN:Il existe plusieurs types d`ARN:

ARN non codant:ARN non codant:

- ARNr,ARNt, SnRNA , - ARNr,ARNt, SnRNA ,

- micro RNA, si RNA (régulation de gènes)- micro RNA, si RNA (régulation de gènes) Les ARN codants:Les ARN codants:

ARNmARNm

L`ARN natif existe sous forme d’une L`ARN natif existe sous forme d’une molécule monobrin , l’unique brin d’ARN est molécule monobrin , l’unique brin d’ARN est capable de se replier sur lui même en une capable de se replier sur lui même en une épingle à cheveux.épingle à cheveux.

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le déchiffrage du code gé

L`ARNr 80% de l`ARN cellulaire synthétisé au cours d`un processus complexe qu`on appelle la transcription .

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L`ARNt:L`ARNt:Permet le transport des acides amines vers le ribosomePermet le transport des acides amines vers le ribosome

lieu de la biosynthèse des protéines: une seule lieu de la biosynthèse des protéines: une seule chainechaine de de

73 a 93 ribonucléotides son extremité 3 se tèrmine par un73 a 93 ribonucléotides son extremité 3 se tèrmine par un

CCA ou se fixe l`AA et son extremité initiale est toujours un CCA ou se fixe l`AA et son extremité initiale est toujours un

5 pG, La boucle de l’anticodon comporte les bases 5 pG, La boucle de l’anticodon comporte les bases

Suivantes :pyr-pyr-X-Y-Z-pur-base variable.Suivantes :pyr-pyr-X-Y-Z-pur-base variable.

L`ARNm:L`ARNm:Sa sequence est complementaire à l`un des 2 brins de Sa sequence est complementaire à l`un des 2 brins de

La molecule d`ADN .La molecule d`ADN .

il contient l`information génétique pour la biosynthèse il contient l`information génétique pour la biosynthèse

d`une protéine possède des séqences d`initiation de la d`une protéine possède des séqences d`initiation de la

trtaduction AUG ou GUG et des sequence annoncant la fin trtaduction AUG ou GUG et des sequence annoncant la fin

de la traduction :UAA,UAG,UGAde la traduction :UAA,UAG,UGA

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L`ADN mitochondrialL`ADN mitochondrial Bien que chez les eucaryotes, la majeure partie de Bien que chez les eucaryotes, la majeure partie de

l’ADN soit présente dans le noyau, une partie de l’ADN soit présente dans le noyau, une partie de cette ADN est située dans les mitochondries. cette ADN est située dans les mitochondries.

L’ADN mt peut être détecté par microscopie à L’ADN mt peut être détecté par microscopie à fluorescence, il est situé dans la matrice fluorescence, il est situé dans la matrice mitochondriale.mitochondriale.

La mitochondrie contient 4 à 6 molécules de DNA La mitochondrie contient 4 à 6 molécules de DNA bicatenaire .bicatenaire .

Page 48: Les acides nucléiques. I-Introduction I-Introduction Isolés initialement du noyau des cellules Du point de vue chimique un acide faible Ce sont des substances

L’ADN mt humain, une molécule circulaire qui L’ADN mt humain, une molécule circulaire qui a été entièrement séquencée, a été entièrement séquencée,

Il contient 16 569 pb Il contient 16 569 pb Possède 13 séquences qui commence par un Possède 13 séquences qui commence par un

codant ATG (méthionine) se termine par un codant ATG (méthionine) se termine par un codant stop et sont suffisamment longues codant stop et sont suffisamment longues pour coder un polypeptide de plus de 50 AA pour coder un polypeptide de plus de 50 AA

Contrairement à l’ADN nucléaire, il est Contrairement à l’ADN nucléaire, il est dépourvu d’introns et ne contient pas de dépourvu d’introns et ne contient pas de longues séquences codantes.longues séquences codantes.