Le document présente une introduction à l'ADN et aux acides nucléiques, détaillant leur structure, leur fonction et leur rôle dans la transmission de l'information génétique. Il décrit les nucléotides, les bases azotées, la réplication de l'ADN, et les différences entre les ADN procaryote et eucaryote. Enfin, il aborde le génome humain et son architecture, y compris la chromatine et les chromosomes.

1. Introduction à L’ADN

2. PLAN Les Acides Nucléiques Architecture de l’ADN procaryote et eucaryote Réplication de l’ADN Le génome Humain

3. PLAN Les Acides Nucléiques Définition Les nucléotides Les bases azotées Les sucres L’ADN Structure de l’ADN Propriétés de l’ADN L’ARN

4. Les Acides Nucléiques Définitions Macromolécules fournissant les informations nécessaires au développement et au maintient de la vie . L' ADN (Acide DésoxyriboNucléique) = support de l'Information Génétique. Les ARN (Acides RiboNucléiques) = les vecteurs et médiateurs de l'Information. Fonctions : - Transmission du patrimoine génétique de génération en génération, - Contrôle de la fabrication des protéines nécessaires à la vie. D'un point de vue chimique : les Acides Nucléiques sont des polymères géants obtenus par enchaînement de sous - unités appelées Nucléotides .

5. Les Acides Nucléiques Les Nucléotides C’est l’unité de structure des acides nucléiques. Un nucléotide est composé de 3 parties : Une BASE AZOT É E - variable en fonction du nucléotide - de nature purine ou pyrimidine Un SUCRE à 5 atomes de carbone (pentose) - Le désoxyribose pour l’ADN - Le ribose pour l’ARN Un GROUPEMENT PHOSPHATE (ou acide phosphorique) identique pour les nucléotides de l'ADN et de l'ARN.

6. Les Acides Nucléiques 1) Les bases azotées Noyau purine GUANINE (ADN/ARN) ADENINE (ADN/ARN)  bases puriques : Noyau pyrimidine THYMINE (ADN) CYTOSINE (ADN/ARN)  bases pyrimidiques : URACILE (ARN)

7. Les Acides Nucléiques 2) Le sucre Le ribose pour l’ARN Le désoxyribose pour l’ADN β ribofuranose β 2-désoxyribofuranose

8. Base + sucre = NUCLEOSIDE Les Acides Nucléiques A G C U A G C T ARN ADN ribose désoxyribose

9. Les Acides Nucléiques Base + sucre = NUCLEOSIDE La liaison N-Osidique L’atome d’azote n°1 des pyrimidines ou l’atome n°9 des purines établit une liaison N- Osidique avec le carbone n°1’ du sucre .

10. Base + sucre + phosphate = NUCLEOTIDE Formation de nucléotides - 3 phosphates L’enchaînement des nucléotides sera à l’origine des acides nucléiques. Les Acides Nucléiques

11. Les Acides Nucléiques Remarques La nature du nucléotide est déterminée par la base azotée qu’il contient. Dans la séquence d'un brin d'ADN ou d'ARN, on nomme donc les cinq nucléotides selon leur base azotée : A, G, C, T et U. Complémentarité des bases lors de la formation de doubles brins :

12. L’ Acide DésoxyriboNucléique ou ADN Molécule support de l'information génétique héréditaire : Les gènes sont des segments d'ADN. C'est un des constituants des chromosomes. L'ADN forme des pelotes microscopiques : - Situées dans le noyau chez les eucaryotes , - Situées directement dans le cytoplasme de la cellule chez les procaryotes . les molécules d'ADN déroulées s'étirent en un très long fil : enchaînement (séquence) précis d'unités élémentaires que sont les désoxy ribonucléotides . Structure l'ADN : formée de deux brins complémentaires enroulés en hélice (double hélice). Les Acides Nucléiques

13. Les Acides Nucléiques Enchaînement des désoxy ribonucléotides 1) Structure de l’ADN

14. Les Acides Nucléiques Macromolécule double brin Les 2 brins sont antiparallèles Squelette désoxyribo-phosphate

15. Les Acides Nucléiques La double hélice

16. Les Acides Nucléiques 2) Propriétés de l’ADN 2 forces antagonistes :

17. Les Acides Nucléiques

18. L’ Acide RiboNucléique ou ARN Molécules ayant de très nombreuses fonctions dans la cellule. L'ARN transporte l'information génétique des molécules d'ADN (noyau) aux ribosomes contenus dans le cytoplasme des cellules. L'ARN est constitué par l'assemblage de ribonucléotides . Il existe de nombreuses familles d'ARN (ARNr, ARNm, ARNt, snARN...). Chacune assure une fonction particulière. Les Acides Nucléiques

19. PLAN Architecture de l’ADN procaryote et eucaryote Génome nucléaire humain ADN et chromatine Structure de la chromatine De l’enchaînement nucléosomique au chromosome ADN des bactéries

20. Architecture de l’ADN L’ADN humain est fortement associé à des protéines : Protéines histones Protéines non histones ADN nu + protéines = la chromatine Génome nucléaire humain (eucaryote) 1) ADN et chromatine Ø 2 nm Fibre de 2 nanomètres

21. Architecture de l’ADN 2) Structure de la chromatine Le NUCLEOSOME = un octamère d’histones FIBRE DE 30 nm Enroulement des nucléosomes = formation d’une solénoïde

22. Architecture de l’ADN 3) De l’enchaînement nucléotidique au chromosome

23. Architecture de l’ADN Pas de structure aussi régulière que chez les eucaryotes Présence de protéines qui ressemble à des histones : protéines HU Structure plus flexible et plus accessible que chez les eucaryotes (division cellulaire plus rapide) ADN des bactéries (procaryote)

24. PLAN Réplication de l’ADN La réplication procaryote Généralités Mécanisme Eucaryotes / Procaryotes

25. Réplication de l’ADN Semi – conservative Une seule origine de réplication Génération de 2 fourches de réplication symétriques La réplication procaryote 1) Généralités

26. Réplication de l’ADN Réplication : Formation de nouveaux brins d’ADN à partir des 2 brins initiaux. 2) Mécanisme ADN polymérases (ADN Pol) = complexe enzymatique . Synthétisent l’ADN : polymérisation des nucléotides dans le sens 5’ 3’ ne peuvent que rajouter des nucléotides à partir d’une amorce préexistante. Activité de correction (exonucléase) dans le sens 3’ 5’. Production de 2 cellules filles identiques.

27. Réplication de l’ADN 5’ 3’ 3’ 5’ Sens de réplication 3’ 5’ 5’ 3’ 5’ 3’ 3’ 5’ Sens de réplication Pol Pol

28. Eucaryotes / Procaryotes ADN Eucaryote Structure régulière + Histones  chromatine Moins accessible (nucléosomes) Division cellulaire plus lente Nombreuses origines de réplication 1,5% d’ADN codant ADN Procaryote Structure irrégulière Protéines ≈ histones Plus flexible et plus accessible Division cellulaire rapide 1 seule origine de réplication Transcription et traduction simultanées ADN codant +++

29. Le génome Humain Le génome nucléaire Les chromosomes : 24 molécules différentes. 22 autosomes 2 chromosomes sexuels (X et Y) Code pour plus de 20000 gènes. Le génome mitochondrial Petit ADN circulaire (16,6 Kb) contenu dans la mitochondrie. Code pour 37 gènes. Plusieurs copies par cellule. Transmis par la mère.

30. Le génome Humain ADN G É NIQUE : ADN codant (exons) code pour ARNm (Protéines) ADN non codant code pour ARNr et ARNt séquences régulatrices introns Familles multigèniques Pseudogènes

31. Le génome Humain ADN EXTRAG ÉNIQUE : Répétitif : ADN transposé ADN non transposé Non Répétitif

32. Biologie moléculaire à l’ADN

33. Introduction à l’ADN Merci de votre attention !