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Acides nucléiques - Andres
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- Tours - Université François-Rabelais
Cours rédigé "Acides nucléiques " à Tours
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M2.1 : Biochimie ANDRESLes acides nucléiques
I. L’ADN
A) Structure primaire
L’ADN est un polymère linéaire de désoxyribonucléotides.
Quand on parle d’ADN, l’ose est le désoxyribose.
Les phosphates possèdent des liaisons phosphodiester.
On peut trouver un phosphore libre aux bords de la chaîne ou un lié.
Les bases n’interviennent pas sur la chaîne car elles sont en +.
On a :
- Une partie fixe : phosphate + ose = chaîne
- Une partie variable : base
On peut différencier :
Oligonucléotides = - de 50 nucléotides
Polynucléotides = + de 50
1. Partie constante
C’est la « colonne vertébrale » qui va former les acides nucléotides.
Au 1er nucléotide impliqué dans la chaîne, on a la liaison phosphoester (O
et C) et on a une liaison phosphoester en 3’ avec le prochain ose donc la
chaîne est 5’ – 3’.
Ce sont tous des liaisons simples donc possibilité de rotation SAUF au niveau du 4’-3- car impliqué dans le
cycle du furanose.
On voit que la liaison phosphodiester :
- Entre l’hydroxyle 3’ du nucléotides n et le phosphate
- Entre l’hydroxyle 5’ du nucléotides n+1 et le phosphate
Au niveau des extrémités de la chaîne :
- Un ose avec un hydroxyle 5’ libre (un phosphore peut être là mais ne
sera pas lié à un autre ose)
o 3’ lié par liaison phosphodiester
- Ose libre en 3’ (phosphore mais pas lié)
o 5’ lié par une liaison phosphodiester
On appelle l’extrémité des chaînes par les fonctions libres orientation de la
chaîne de 5’ en 3’.
Cette structure peut être modifié par des coupures enzymatiques, le plus
souvent au niveau des liaisons phosphodiesters.
Ces enzymes sont des
- Exonucléases qui vont soit :
o Attaquer l’extrémité 5’ 5’exonucléases (important dans la réparation de l’ADN)
o Attaquer l’extrémité 3’ 3’ exonucléases (enzymes digestives, abondante dans le venin des
serpents)
- Endonucléases
o Non spécifiques (ne dépende pas de la nature de la base situé sur le nucléotides, ex
désoxyribonucléase du pancréas = enzyme de digestion des ADN que l’on mange)
o Spécifiques = enzyme de restriction : capable de reconnaître des séquences particulière
(comme EcoR1 capable de reconnaître une séquence de 6 nucléotides qui va couper entre les 2
premiers)
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, M2.1 : Biochimie ANDRES
2. Partie variable
On trouve les bases : A, G, C, T
On va écrire la structure primaire de l’ADN dans le sens 5’-3’ :
3. Connaissance de la structure primaire
On va devoir connaître :
- La longueur de l’ADN :
o Exprimée en nombre de nucléotides ou en nombre de bases (ou paire de bases)
o Méthode : électrophorèse (mobilité sous un champ électrique dans un gel d’agarose ou un gel
artificielle polyacrylamine)
On réalise un petit puit
Impose un potentiel
ADN se dirige vers pôle +
+ petit + il va vite
On peut montrer une relation linéaire entre le log de la longueur et la migration.
- La séquence de l’ADN
o = écriture de la succession des bases ainsi que leur orientation 5’-3’
o On va déterminer la séquence = Séquençage (méthode de séquençage : )
Reconnaissance des bases
Identification exacte de la position de la base reconnue
B) Structure secondaire
C’est l’agencement spatial à courte distance. On ne parle plus de séquence mais de conformation !
Elle est importante et a permis d’obtenir le prix Nobel pour Watson et Crick en 1953.
Watson et Crick sont partis des travaux de Chargaff (1950) qui avait remarqué qu’il y avait toujours la même
quantité d’A et T et de C et G.
Chargaff avait défini des règles :
1. A + G = C + T
2. A/T = G/C = 1
3. A + T / C + G constant pour une espèce
Chez la bactérie + de C-G (0,97)
Chez l’Homme + de A-T (1,40)
Ces 3 règles ont été comprise par le modèle de Watson et Crick avec le « Modèle de la Double
Hélice Droite ».
Ils ont utilisé des travaux fait par des travaux de diffraction au rayons X sur des cristaux d’ADN (je fais
passer un rayon dans un cristal et le cristal va diffracter les rayons et cette diffraction dépend de la structure
du signal) par R. Franklin en 1953.
Une hélice est comme un ressort avec un certain sens de rotation (sens des aiguilles
d’une montre).
C’est une hélice droite double !
Par tour d’hélice, on trouve 10 paires de bases.
Dans ces 2 chaînes, on les trouve sous forme « anti-parallèle » :
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