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LES ACIDES NUCLÉIQUES
PR K SIFI
K SIFI
I-INTRODUCTION
• Isolés initialement du noyau des cellules (nucléine),
• Du point de vue chimique ce sont acides faibles ,
• Substances présentes dans le noyau et dans le cytoplasme des cellules
• Il existe 2 types d`acides nucléiques: L’ADN et l’ARN.
• Macromolécules formées par la répétition d`une sous unité appelée nucléotide
K Sifi
II-STRUCTURE DE L’ADN ET DE L’ARN
• L’ADN :
le support de l`information génétique,
le principale véhicule du phénomène de l`hérédité .
• L’ADN :
Nucléaire
Mitochondrial K Sifi
II-STRUCTURE DE L’ADN ET DE L’ARN
• L’ARN:
+++++ dans le cytoplasme ,
+ dans le noyau.
• L’ADN et l’ARN sont formés par la répétition de sous unités appelées
nucléotides.
• Nucléotide:
-Une base azotée
-Un sucre ou ose à cinq carbones ribose ou désoxyribose
-Un groupement phosphate.
K Sifi
II-STRUCTURE DE L’ADN ET DE L’ARN
K Sifi
Base ose phosphate
pyrimidique
D (-) 2
désoxyribose D (-) ribose
purique
Les nucléotides ont des fonctions variées et importantes, ce sont :
 Des composés à "haut potentiel énergétique" dont dépendent l'activation
de molécules: l’ATP,GTP.
 Des composés structuraux de coenzymes: NAD+, Coenzyme A.
 Des seconds messagers intracellulaires de signaux, des régulateurs
d'activité de protéines.: AMPc.
K Sifi
II-STRUCTURE DE L’ADN ET DE L’ARN
Les groupements phosphates + molécules d’oses sont identiques et
jouent un rôle structurale par contre
Les bases peuvent être de 4 types et recèlent l’information génétique .
K Sifi
II-STRUCTURE DE L’ADN ET DE L’ARN
LES BASES AZOTÉES
-
pyrimidique pyrimidique
Base
iK Sifi
Le noyau purique
.
K Sifi
A-LES BASES PURIQUES
A-LES BASES PURIQUES :
Le noyau purique
K Sifi
A-LES BASES PURIQUES:
L’adénine K Sifi
A-LES BASES PURIQUES
La guanine K Sifi
B-LES BASES PYRIMIDIQUES
Noyau pyrimidine
K Sifi
B-LES BASES PYRIMIDIQUES
La cytosine K Sifi
B-LES BASES PYRIMIDIQUES
L’uracile K Sifi
B-LES BASES PYRIMIDIQUES
La thymine
(2-4 dihydroxy 5 methyl-pyrymidine)
K Sifi
C-LES PROPRIÉTES PHYSICOCHIMIQUES DES BASES
PURIQUES ET PYRIMIDIQUES
 Le caractère aromatique des bases puriques et pyrimidiques leur confère :
-Une résistance à l`oxydation,
-Une absorption caractéristique dans l`UV (identification et dosage).
-La présence de substituants hydroxyles et amines permet aux bases puriques et pyrimidiques
de se présenter sous plusieurs formes tautomériques :
céto ou lactame
énol ou lactime,
amine et imine.
A PH physiologique les formes céto et amine prédominent.
K Sifi
C-LES PROPRIÉTES PHYSICOCHIMIQUES DES BASES
PURIQUES ET PYRIMIDIQUES
• La tautomérie est la transformation d'un groupement fonctionnel en un autre groupement:
C=O en C-OH ou -NH2 ou -N=H
par :
- Déplacement simultané d'un atome d'hydrogène
- et d'un doublet d’ électron issu d'une double liaison adjacente.
K Sifi
Forme énol ou lac time de la thymine
Forme céto ou lactame de la thymine
Forme céto ou lactame de la guanine
2-L’OSE
K Sifi
3-L’acide phosphorique
K sifi
4- LES NUCLÉOSIDES
• Association base purique ou pyrimidique avec un ose ribose ou désoxyribose.
base ose
K Sifi
K Sifi
4- Les nucléosides
K Sifi
5-LES NUCLÉOTIDES
Base
ose phosphate
Base
ose phosphate
nucléoside Acide phosphorique
Nucléotide
Esters phosphoriques des nucléosides.
K Sifi
K Sifi
K Sifi
5-LES NUCLÉOTIDES
iK Sifi
Convention de lecture d`un acide nucléique:
5` vers 3`OH libre
6-Structure d`un polynucléotide
K Sifi
K Sifi
pApGpCpApT =AGCAT
8- Structure proprement dite de l`ADN
LIAISONS HYDROGÈNES DES BASES :
•
K S
K Sifi
3 types de conformations de l'ADN A, (B) et Z
• Règle de Chargaff
• A=T et G=C ce qui est
d’une très grande importance
dans la structure secondaire
de l’ADN
• A+G = C+T
• A+T G+C
K Sifi
Le poids moléculaire de l’ADN est très élevé.
Il peut atteindre jusqu’à 3 1012 daltons.
une longueur de 01 micron correspond à un poids
moléculaire de 2.10 6 daltons.
Application :
-Le PM est le paramètre de base dans
la séparation des fragments d’ADN.
43
2.Propriétés physico-chimiques de l’ADN
2.1.Poids moléculaire:
2.2.La Nature fibreuse
• La structure de la double hélice donne une nature fibreuse à la molécule d'ADN.
• Les alcools, et en particulier l'éthanol, précipitent les molécules d'ADN sous forme
d'agglomérat en longues fibres
44
2.3.La charge électrique:
• La charge de ces molécules à pH physiologique est négative.
• Charge dont la contribution est uniquement due aux groupements phosphates.
• Cette propriété est utilisée pour les séparer par électrophorèse.
45
2.4. Solubilité / viscosité :
• A physiologique, les acides nucléiques portent une charge négative, due aux
groupements phosphates.
• De ce fait, les acides nucléiques sont solubles dans l’eau.
• Présentent une viscosité très élevée .
• L’ADN est Insoluble dans les solvants organiques
• Il précipite en présence d’éthanol ou d’une forte concentration saline.
Cette propriété permet sa purification.
46
2.5. Densité:
La densité des molécules d'ADN est telle qu'on peut les séparer par
ultracentrifugation dans des gradients de densité (chlorure de césium).
47
protéines
ADN
ARN
3.Propriétés spectroscopiques et thermiques:
3.1.Absorption UV
Les acides nucléiques absorbent les rayons UV grâce à la nature aromatique
conjuguée de leurs bases.
La longueur d’onde de l’absorption maximale d’un rayon par l’ADN est de 260
nm (max= 260 nm)
49
3.2.Dénaturation thermique de l’ADN
50
3.3.Renaturation de l’ADN
51
9-STRUCTURE DE L’ARN
K Sifi
Il existe plusieurs types d`ARN:
• ARN non codant:
- ARNr, ARNt, SnRNA , ARNsc
- micro RNA, si RNA , ARNi, lncRNA…
• Les ARN codants:
ARNm
L’ARN natif existe sous forme d’une molécule monobrin ,
l’unique brin d’ARN est capable de se replier sur lui même en une
épingle à cheveux.
K Sifi
le déchiffrage du code gé
L`ARNr
80% de l`ARN cellulaire
synthétisé au cours d`un
processus complexe qu`on
appelle la transcription .
•Svedberg (S) :
unité de
sédimentation de
macromolécules
: vitesse (m/s)
sur accélération
(m/s2)
• 1S = 10-13
seconde
K Sifi
L’ARNt:
SK
Les autres ARN non codants :
Ils se répartissent selon leur taille en deux catégories :
les petits ARN non codants de taille inférieure à 200 nucléotides.
-Les petits ARN nucléaires (snRNA=Smaul nuclear RNA).
-Les petits ARN nucléolaires (snoRNA=small nucleolar RNA)
-Les microARN
-L’ARN interfèrent (ARNi)
 longs ARN non codants de taille supérieure à 200 nucléotides.
-Les lncRNA
-Impliquées dans larégulation de l’expression drs gènes
SK
L’ARNm:
Est un ARN dont la séquence est complémentaire à l’un des 2 brins de la molécule
d`ADN .
il contient l`information génétique pour la biosynthèse d`une protéine possède
des séqences d`initiation de la trtaduction AUG ou GUG et des sequence
annoncant la fin de la traduction :UAA,UAG,UGA.
- L’extrémité 5’ de l’ARNm des eucaryotes présente une « COIFFE »
Il s’agit d’un ucléotide modifié : le 7- Methyl guanosine qui protège l’ARNm de
la dégradation par les 5’ exonucléases présentent dans le cytoplasme.
-La plupart des ARNm des eucaryotes présentent à leur l’extrémité 3’ une
queue poly A ( une série de résidus adénine) qui permet de protéger l’extrémité
3’ d’une dégradation par les exonucléases.
RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES
• Biologie moléculaire de Christian Moussard
• Biologie moléculaire de Simon Beaumont
• Biochimie Humaine
• Lehningher
• Biologie moléculaire - Exercices et méthodes
• Biologie moléculaire : cours, exercices, annales et
QCM corrigés / Simon Beaumont,.. `
• Biologie moleculaire et médecine

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genetique2an-acides_nucleiques2020sifi.pptx

  • 2. I-INTRODUCTION • Isolés initialement du noyau des cellules (nucléine), • Du point de vue chimique ce sont acides faibles , • Substances présentes dans le noyau et dans le cytoplasme des cellules • Il existe 2 types d`acides nucléiques: L’ADN et l’ARN. • Macromolécules formées par la répétition d`une sous unité appelée nucléotide K Sifi
  • 3. II-STRUCTURE DE L’ADN ET DE L’ARN • L’ADN : le support de l`information génétique, le principale véhicule du phénomène de l`hérédité . • L’ADN : Nucléaire Mitochondrial K Sifi
  • 4. II-STRUCTURE DE L’ADN ET DE L’ARN • L’ARN: +++++ dans le cytoplasme , + dans le noyau. • L’ADN et l’ARN sont formés par la répétition de sous unités appelées nucléotides. • Nucléotide: -Une base azotée -Un sucre ou ose à cinq carbones ribose ou désoxyribose -Un groupement phosphate. K Sifi
  • 5. II-STRUCTURE DE L’ADN ET DE L’ARN K Sifi Base ose phosphate pyrimidique D (-) 2 désoxyribose D (-) ribose purique
  • 6. Les nucléotides ont des fonctions variées et importantes, ce sont :  Des composés à "haut potentiel énergétique" dont dépendent l'activation de molécules: l’ATP,GTP.  Des composés structuraux de coenzymes: NAD+, Coenzyme A.  Des seconds messagers intracellulaires de signaux, des régulateurs d'activité de protéines.: AMPc. K Sifi
  • 7. II-STRUCTURE DE L’ADN ET DE L’ARN Les groupements phosphates + molécules d’oses sont identiques et jouent un rôle structurale par contre Les bases peuvent être de 4 types et recèlent l’information génétique . K Sifi
  • 8. II-STRUCTURE DE L’ADN ET DE L’ARN LES BASES AZOTÉES - pyrimidique pyrimidique Base iK Sifi
  • 9. Le noyau purique . K Sifi A-LES BASES PURIQUES
  • 10. A-LES BASES PURIQUES : Le noyau purique K Sifi
  • 12. A-LES BASES PURIQUES La guanine K Sifi
  • 13. B-LES BASES PYRIMIDIQUES Noyau pyrimidine K Sifi
  • 14. B-LES BASES PYRIMIDIQUES La cytosine K Sifi
  • 16. B-LES BASES PYRIMIDIQUES La thymine (2-4 dihydroxy 5 methyl-pyrymidine) K Sifi
  • 17. C-LES PROPRIÉTES PHYSICOCHIMIQUES DES BASES PURIQUES ET PYRIMIDIQUES  Le caractère aromatique des bases puriques et pyrimidiques leur confère : -Une résistance à l`oxydation, -Une absorption caractéristique dans l`UV (identification et dosage). -La présence de substituants hydroxyles et amines permet aux bases puriques et pyrimidiques de se présenter sous plusieurs formes tautomériques : céto ou lactame énol ou lactime, amine et imine. A PH physiologique les formes céto et amine prédominent. K Sifi
  • 18. C-LES PROPRIÉTES PHYSICOCHIMIQUES DES BASES PURIQUES ET PYRIMIDIQUES • La tautomérie est la transformation d'un groupement fonctionnel en un autre groupement: C=O en C-OH ou -NH2 ou -N=H par : - Déplacement simultané d'un atome d'hydrogène - et d'un doublet d’ électron issu d'une double liaison adjacente. K Sifi
  • 19. Forme énol ou lac time de la thymine Forme céto ou lactame de la thymine Forme céto ou lactame de la guanine
  • 20.
  • 23. 4- LES NUCLÉOSIDES • Association base purique ou pyrimidique avec un ose ribose ou désoxyribose. base ose K Sifi
  • 24. K Sifi 4- Les nucléosides
  • 26.
  • 27. 5-LES NUCLÉOTIDES Base ose phosphate Base ose phosphate nucléoside Acide phosphorique Nucléotide Esters phosphoriques des nucléosides. K Sifi
  • 31. Convention de lecture d`un acide nucléique: 5` vers 3`OH libre 6-Structure d`un polynucléotide K Sifi
  • 34.
  • 35. 8- Structure proprement dite de l`ADN
  • 36.
  • 37.
  • 38. LIAISONS HYDROGÈNES DES BASES : • K S
  • 40. 3 types de conformations de l'ADN A, (B) et Z
  • 41.
  • 42. • Règle de Chargaff • A=T et G=C ce qui est d’une très grande importance dans la structure secondaire de l’ADN • A+G = C+T • A+T G+C K Sifi
  • 43. Le poids moléculaire de l’ADN est très élevé. Il peut atteindre jusqu’à 3 1012 daltons. une longueur de 01 micron correspond à un poids moléculaire de 2.10 6 daltons. Application : -Le PM est le paramètre de base dans la séparation des fragments d’ADN. 43 2.Propriétés physico-chimiques de l’ADN 2.1.Poids moléculaire:
  • 44. 2.2.La Nature fibreuse • La structure de la double hélice donne une nature fibreuse à la molécule d'ADN. • Les alcools, et en particulier l'éthanol, précipitent les molécules d'ADN sous forme d'agglomérat en longues fibres 44
  • 45. 2.3.La charge électrique: • La charge de ces molécules à pH physiologique est négative. • Charge dont la contribution est uniquement due aux groupements phosphates. • Cette propriété est utilisée pour les séparer par électrophorèse. 45
  • 46. 2.4. Solubilité / viscosité : • A physiologique, les acides nucléiques portent une charge négative, due aux groupements phosphates. • De ce fait, les acides nucléiques sont solubles dans l’eau. • Présentent une viscosité très élevée . • L’ADN est Insoluble dans les solvants organiques • Il précipite en présence d’éthanol ou d’une forte concentration saline. Cette propriété permet sa purification. 46
  • 47. 2.5. Densité: La densité des molécules d'ADN est telle qu'on peut les séparer par ultracentrifugation dans des gradients de densité (chlorure de césium). 47 protéines ADN ARN
  • 48. 3.Propriétés spectroscopiques et thermiques: 3.1.Absorption UV Les acides nucléiques absorbent les rayons UV grâce à la nature aromatique conjuguée de leurs bases. La longueur d’onde de l’absorption maximale d’un rayon par l’ADN est de 260 nm (max= 260 nm)
  • 49. 49
  • 53. Il existe plusieurs types d`ARN: • ARN non codant: - ARNr, ARNt, SnRNA , ARNsc - micro RNA, si RNA , ARNi, lncRNA… • Les ARN codants: ARNm L’ARN natif existe sous forme d’une molécule monobrin , l’unique brin d’ARN est capable de se replier sur lui même en une épingle à cheveux. K Sifi
  • 54. le déchiffrage du code gé L`ARNr 80% de l`ARN cellulaire synthétisé au cours d`un processus complexe qu`on appelle la transcription . •Svedberg (S) : unité de sédimentation de macromolécules : vitesse (m/s) sur accélération (m/s2) • 1S = 10-13 seconde
  • 56. SK Les autres ARN non codants : Ils se répartissent selon leur taille en deux catégories : les petits ARN non codants de taille inférieure à 200 nucléotides. -Les petits ARN nucléaires (snRNA=Smaul nuclear RNA). -Les petits ARN nucléolaires (snoRNA=small nucleolar RNA) -Les microARN -L’ARN interfèrent (ARNi)  longs ARN non codants de taille supérieure à 200 nucléotides. -Les lncRNA -Impliquées dans larégulation de l’expression drs gènes
  • 57. SK L’ARNm: Est un ARN dont la séquence est complémentaire à l’un des 2 brins de la molécule d`ADN . il contient l`information génétique pour la biosynthèse d`une protéine possède des séqences d`initiation de la trtaduction AUG ou GUG et des sequence annoncant la fin de la traduction :UAA,UAG,UGA. - L’extrémité 5’ de l’ARNm des eucaryotes présente une « COIFFE » Il s’agit d’un ucléotide modifié : le 7- Methyl guanosine qui protège l’ARNm de la dégradation par les 5’ exonucléases présentent dans le cytoplasme. -La plupart des ARNm des eucaryotes présentent à leur l’extrémité 3’ une queue poly A ( une série de résidus adénine) qui permet de protéger l’extrémité 3’ d’une dégradation par les exonucléases.
  • 58. RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES • Biologie moléculaire de Christian Moussard • Biologie moléculaire de Simon Beaumont • Biochimie Humaine • Lehningher • Biologie moléculaire - Exercices et méthodes • Biologie moléculaire : cours, exercices, annales et QCM corrigés / Simon Beaumont,.. ` • Biologie moleculaire et médecine