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Biologie moléculaire Chapitre 1 Cellule et ADN

Par   •  23 Août 2018  •  1 747 Mots (7 Pages)  •  224 Vues

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Composition biochimique de l’ADN

Les trois composés de base de l’ADN sont :

le phosphate

un sucre de type pentose en C5

deux bases azotées (purine et pyrimidine)

Il y a quatre sortes de bases azotées :

l’adénine

la guanine

la thymine

la cytosine

L’adénine et la guanine sont les purines et la thymine et la cytosine sont les pyrimidines :

La combinaison du sucre de type pentose (désoxyribose) et de l’une des quatre bases azotées forme un nucléoside. La combinaison du phosphate avec le nucléoside forme un nucléotide, c’est un fragment d’ADN. Il y a quatre types de nucléotides différents (un par base azotée).

Sur le désoxyribose, les carbones sont numérotés de 1’ à 5’ en commençant par le carbone lié à la base azotée.

On a par exemple 5’ phosphate et 3’ OH (ces deux éléments sont très importants).

L’ADN se compose donc de quatre nucléotides différents :

Adénine Thymine Cytosine Guanine

Purine Pyrimidine Pyrimidine Purine

C. Qu’est-ce que l’ADN ?

L’ADN est un polymère orienté (5’ → 3’) de nucléotides reliés entre eux par une liaison phosphodiester. C’est la succession de bases qui porte l’information génétique.

La liaison phosphodiester :

Dans les années 50, Chargaff montre une relation d’équimolarité entre certaines bases azotées ([A] = [T] et [G] = [C]).

Dans une molécule d’ADN :

le nombre d’adénine = le nombre de thymine

le nombre de cytosine = le nombre de guanine

Cela s’explique car les bases azotées sont complémentaires entre elles :

adénine → thymine

cytosine → guanine

Chargaff montre qu’il existe un coefficient de spécificité caractérisant l’ADN de chaque espèce :

Exemples :

Pseudomonas aeruginosa a un coefficient de spécificité de 0,72.

Esherichia coli a un coefficient de spécificité de 0,45.

D. Structure de l’ADN

L’ADN n’est pas une molécule simple brin mais une molécule double brin faite par deux chaînes antiparallèles complémentaires qui s’emboîtent :

L’association des deux brins d’ADN est permise grâce aux liaisons hydrogène qui peuvent s’établir entre deux bases purines et pyrimidine complémentaires, une sur chaque brin.

C’est donc l’appariement spécifique d’une adénine avec une thymine et d’une guanine avec une cytosine qui induit une complémentarité entre les deux brins.

La complémentarité de séquences explique la relation d’équimolarité observée par Chargaff :

Grâce à la complémentarité de la séquence, si on ne connaît que la séquence de l’un des deux brins de l’ADN, on peut déduire la séquence de l’autre.

E. Dénaturation et renaturation de l’ADN

Dénaturation : Séparation des brins d’ADN double brins de séquences différentes par rupture des liaisons hydrogènes. Il fait que la température soit supérieure à la température de fusion ou que le pH soit supérieur à 12.

Renaturation : Réassociation spécifique (conditions favorables de température et de pH) → hybridation des ADN simples brins pour former les homoduplex originels.

F. La température de fusion (Tm -melting temperature-)

Un fragment d’ADN de séquence donnée a une température de fusion qui correspond à la température où 50% des fragments sont sous forme de simples brins.

La température de fusion dépend de la longueur du fragment d’ADN, de sa composition en bases et de la présence de certains ions dans le milieu.

G. Structure de l’ADN

1. Structure tridimensionnelle

Watson et Crick décrivent la structure tridimensionnelle de l’ADN en 1953.

Dans l’espace, les deux chaînes présentent une configuration hélicoïdale :

Elles s’enroulent autour d’un axe imaginaire pour constituer une double hélice à rotation droite.

Le pas de l’hélice est d’environ dix nucléotides.

L’ADN forme deux sillons : le petit sillon et le grand sillon.

Les paires de bases sont perpendiculaires au plan de l’axe de l’hélice.

2. L’ADN forme une double hélice

3. Les différentes forme de l’ADN

L’ADN peut se présenter sous trois formes différentes :

ADN A

ADN B

ADN Z

Une base reliée à un sucre peut être en position anti ou syn, la position la plus courante dans l’ADN est anti.

La taille du génome des organismes, c’est à dire, la quantité d’ADN existant dans une cellule, qui est nommée valeur C, varie considérablement d’un espèce à l’autre, sans aucune corrélation entre cette valeur et la complexité des organismes.

III. De l’ADN ailleurs que dans le noyau, l’ADN mitochondrial

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