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acides nucléiques

Objectifs d'apprentissage

Dans cette leçon, nous apprendrons

1. Qu'est-ce qu'un acide nucléique ?
2. Deux principaux types d'acides nucléiques - ADN et ARN
3. Structure des acides nucléiques, y compris les bases azotées dans l'ADN et l'ARN
4. Pourquoi les acides nucléiques sont-ils importants ?
5. Caractéristiques de l'ADN et de l'ARN

Qu'est-ce qu'un acide nucléique ?

Les acides nucléiques sont de grandes biomolécules qui sont les plus importantes pour la continuité de la vie. Ceux-ci se trouvent dans le noyau et le cytoplasme d'une cellule. Ils sont responsables du contrôle des importantes activités cellulaires biosynthétiques ainsi que du transport des informations héréditaires d'une génération à l'autre. Par conséquent, les acides nucléiques sont des macromolécules de la plus haute importance.

Ce sont des composés chimiques naturels qui peuvent être décomposés pour donner de l'acide phosphorique, des sucres et un mélange de bases organiques (purines et pyrimidine).

Ils sont associés aux chromosomes. Ils transmettent différentes informations au cytoplasme.

Types d'acides nucléiques

Il existe deux principaux types d'acides nucléiques : l'acide désoxyribonucléique (ADN) et l'acide ribonucléique (ARN).

L'ADN constitue le matériel génétique de tous les organismes vivants, allant des bactéries unicellulaires aux mammifères multicellulaires. Chez les eucaryotes, on le trouve dans le noyau ainsi que dans les chloroplastes et les mitochondries. Chez les procaryotes, il n'est pas enfermé dans une enveloppe membraneuse, mais plutôt flottant librement dans le cytoplasme. L'ensemble du contenu génétique d'une cellule est connu sous le nom de génome et l'étude des génomes est la génomique.

Toutes les informations génétiques ou héréditaires d'une cellule sont stockées sous forme codée dans des molécules appelées ADN. Les informations génétiques ou héréditaires font référence à toutes les informations nécessaires à la reproduction et au maintien d'un nouvel organisme. L'ADN est répliqué et distribué aux cellules filles lors de la division cellulaire. Par conséquent, l'information héréditaire est transmise d'une cellule à l'autre et d'une génération d'un organisme à l'autre.

L'ADN est la principale réserve d'informations génétiques. Grâce à la transcription, l'information est transmise aux molécules d'ARN . Le processus de traduction de l'ARN conduit à la synthèse de protéines. L'ARN aide à l'expression de ces informations sous forme de modèles spécifiques de synthèse des protéines. ARN est le matériel génétique de certains virus, mais on le trouve aussi dans toutes les cellules vivantes, où il joue un rôle important dans certains processus comme la fabrication des protéines.

Dans les cellules supérieures, l'ADN se trouve principalement dans le noyau en tant que partie des chromosomes. De petites quantités d'ADN se trouvent dans le cytoplasme des chloroplastes et des mitochondries. L'ARN est présent à la fois dans le cytoplasme et dans le noyau. L'ARN est synthétisé dans le noyau et la synthèse des protéines a lieu dans le cytoplasme.

Structure des acides nucléiques

Les acides nucléiques sont constitués de sucre (pentose), d'acide phosphorique et de bases azotées (pyrimidines et purines). Une molécule d'acide nucléique a un polymère linéaire où les nucléotides sont reliés par un phosphodiester ou une liaison.

Voici une illustration du nucléotide d'ADN :

Voici une illustration du nucléotide d'ARN :

Discutons de chacune des trois unités d'acides nucléiques :

Sucre pentose

Il existe deux types de base de sucre dans les acides nucléiques :

• Sucre désoxyribose dans l'ADN
• Sucre ribose dans l'ARN

La différence entre les sucres en présence du groupe hydroxyle sur le deuxième carbone du ribose et de l'hydrogène sur le deuxième carbone du désoxyribose. Les atomes de carbone de la molécule de sucre sont numérotés 1', 2', 3', 4' et 5' (1' se lit comme "un nombre premier")

Groupe phosphate

Ceux-ci sont reliés à l'atome de carbone numéro 5 de la molécule de sucre.

Base azotée

Les bases azotées sont des molécules organiques et sont ainsi nommées car elles contiennent du carbone et de l'azote.

Les bases azotées sont - l'adénine (A), la guanine (G), la cytosine (C) et la thymine (T) dans une molécule d'ADN et l'uracile (U) dans une molécule d'ARN. L'uracile se trouve uniquement dans l'ARN au lieu de la thymine dans l'ADN. Chaque base est reliée à l'atome de carbone numéro 1 de la molécule de sucre. Les acides nucléiques diffèrent par la différence des bases azotées qui les composent.

L'adénine et la guanine sont classées comme purines. La structure primaire d'une purine est constituée de deux cycles carbone-azote. La cytosine, la thymine et l'uracile sont classées comme des pyrimidines qui ont un seul cycle carbone-azote comme structure principale. Chacun de ces cycles basiques carbone-azote a différents groupes fonctionnels qui lui sont attachés.

Acide désoxyribonucléique (ADN)

Cela forme environ 9% du noyau. Chimiquement, il est composé de trois composants majeurs : les bases, le sucre et l'acide phosphorique.

1. Acide phosphorique - Il peut également se présenter sous forme de phosphate. Cela forme l'épine dorsale de la molécule d'ADN avec la molécule de sucre. Il relie les nucléotides en liant le désoxyribose (sucre pentose) de deux nucléotides adjacents avec un groupe ester phosphate. Ces liaisons relient le carbone 3' au carbone 5' dans le nucléotide suivant.
2. Pentoses - Ils sont de deux types; ribose et désoxyribose. Le ribose se trouve dans l'ARN et le désoxyribose se trouve dans l'ADN. L'ARN a un atome d'oxygène de plus que l'ADN.
3. Bases - Elles sont de deux types ; purines et pyrimidines. Les purines sont caractérisées par deux cycles benzéniques fusionnés. Il peut s'agir de guanine et d'adénine. Dans l'ARN, la thymine est remplacée par l'uracile. Les pyrimidines sont caractérisées par un seul cycle benzénique. Ce sont la cytosine et la thymine.

Acide ribonucléique (ARN)

L'ARN se trouve principalement dans le nucléole, mais il se trouve également sur les chromosomes en petites quantités. De petites quantités d'ARN se trouvent également dans les chloroplastes et les mitochondries. L'ARN est une molécule à longue chaîne composée d'unités répétitives de nucléotides. Le ribose est le composant sucre de l'ARN et des quatre bases cytosine, adénine, guanine et uracile.

Le processus de fabrication de la copie à partir de l'ADN est appelé transcription. C'est à ce moment que la cellule fait une copie (ou "transcription") de l'ADN. La copie de l'ADN est appelée ARN car elle utilise un autre type d'acide nucléique appelé acide ribonucléique. L'ADN, qui est une double hélice, est transcrit ou copié, en une seule hélice, l'ARN.

Ensuite, l'ARN est converti (ou "traduit") en une séquence d'acides aminés qui constitue la protéine. Le processus de traduction de la fabrication de la nouvelle protéine à partir des instructions de l'ARN se déroule dans une machine complexe de la cellule appelée ribosome.

Trois classes générales de molécules d'ARN sont impliquées dans l'expression des gènes codés dans l'ADN d'une cellule.

les molécules d'ARN messager (ARNm) portent les séquences codantes pour la synthèse des protéines et sont appelées transcrits ;

les molécules d'ARN ribosomal (ARNr) forment le noyau des ribosomes d'une cellule (les structures dans lesquelles la synthèse des protéines a lieu),

les molécules d' ARN de transfert (ARNt) transportent les acides aminés vers les ribosomes lors de la synthèse des protéines.

Dans les cellules eucaryotes, chaque classe d'ARN possède sa propre polymérase, alors que, dans les cellules procaryotes, une seule ARN polymérase synthétise les différentes classes d'ARN.

Importance des acides nucléiques

Les acides nucléiques sont transportés sur les chromosomes à l'intérieur du noyau de la cellule. Ils sont responsables de la transmission des traits génétiques d'une génération à l'autre lorsque les cellules se divisent.

• L'ADN porte l'information génétique responsable de la création des caractères distinctifs de l'organisme vivant et organise toutes les activités vitales de la cellule.
• D'autre part, l'ARN est transcrit à partir de l'ADN de l'acide nucléique et transféré dans le cytoplasme pour être utilisé par la cellule pour synthétiser les protéines responsables de la création des traits génétiques et celles responsables de l'organisation des activités vitales.

Résumé : caractéristiques de l'ADN et de l'ARN

Résumé de la leçon

• Les acides nucléiques sont de grosses biomolécules qui sont responsables de deux choses : contrôler les importantes activités cellulaires biosynthétiques et transporter des informations héréditaires d'une génération à l'autre.
• Les deux principaux types d'acides nucléiques sont l'acide désoxyribonucléique (ADN) et l'acide ribonucléique (ARN).
• Les trois composants des acides nucléiques sont le sucre (pentose), l'acide phosphorique et les bases azotées (pyrimidines et purines).
• Il existe deux types de base de sucre dans les acides nucléiques : le sucre désoxyribose dans l'ADN et le sucre ribose dans l'ARN.
• Les bases azotées sont - l'adénine (A), la guanine (G), la cytosine (C) et la thymine (T) dans une molécule d'ADN et l'uracile (U) dans une molécule d'ARN. L'uracile se trouve uniquement dans l'ARN au lieu de la thymine dans l'ADN.
• L'ADN existe généralement sous la forme de deux brins reliés entre eux par des liaisons hydrogène, produisant une structure en double hélice.
• L'ARN est presque identique à l'ADN, sauf que le sucre a un groupe OH supplémentaire et que l'uracile est utilisé à la place de la thymine.
• L'ADN constitue le matériel génétique ; L'ARN est responsable de la synthèse des protéines.