Bioch : ACIDES NUCLEIQUES (1) Flashcards
24/09/24 => Augagneur
Quelles sont les molécules simples constitutives des acides nucléiques ?
- Phosphates
- Pentoses : Ribose et 2-Desoxyribose
Rôle de la ribose et de la 2-Desoxyribose ?
régulation de l’ADN
Différence entre ribose et 2-desoxyribose et ce que ça implique ?
Le ribose possède une fonction alcool en +, ce qui la rend + réactive et donc - stable que le 2-désoxyribose
Caractéristiques des bases qui composent les acides nucléiques ?
- 5 majeurs en 2 classe selon noyau aromatique
- Purine : liaison avec le sucre au niveau du carbone 9 ⇒ Adénine (seule base nucléique sans atome d’oxygène) + Guanine
- Pyrimidine : 3 bases principales : Cytosine (ADN et ARN), Thymine (ADN) et Uracile (ARN)
Composition d’un nucléotide ?
- Du Mono du Di ou du Tri phosphate
- 1 sucre (pentose): Ribose (ARN) ou 2-désoxyribose (ADN)
- 1 base azotée
Fonction des nucléosides triphosphates ?
- Composés à haut potentiel énergétique, participent aux réactions chimiques
- Composés structuraux de coenzymes, tel que NAD+, NADP+, FAD et Coenzyme A
- Régulateurs d’activité de protéines
Fonction de nucléosides monophosphate ?
2nd messagers intracellulaires de signaux et médiateurs extracellulaires (AMPc)
Suffixe des nucléotides ?
- “osine” pour les nucléosides puriques
- “idine” pour les nucléosides pyrimidiques
Caractéristiques de l’ATP ?
- liaisons anhydrides unissant les acides phosphoriques sont riches en énergie (31 kJ/mol)
- substrat des ARN-polymérases
- coenzyme ATP/ADP est un coenzyme transporteur d’énergie universel
- enzymes utilisant un nucléoside triphosphate /!\ Magnésium comme cofacteur /!\
Ou se fait l’appariement des bases ?
à la fois dans l’ADN et ARN
Comment se fait l’appariement des bases ?
- appariement GC : 3 liaisons hydrogène donc plus stable et fort
- appariement AT (2 liaisons H)
=> + une structure a de GC + elle sera stable
Caractéristiques de l’inosine ?
- Pdt par désamination de l’adénosine dans les ARNt et les autres ARN non codants
- peut se lier à la cytosine, l’uracile et l’adénine
Comment appelle-t-on la liaison entre la guanine et l’uracile ?
L’appariement de type Wobble (bancale)
Quelles sont les différentes méthylation par ADN-méthyltransférase ?
- 5-méthylcytosine
- N6-méthyladénine
Caractéristiques de la 5-méthylcytosine ?
- pas d’effet sur l’appariement avec G
- rôle dans la transcription des gènes par changement conformationnel
Impact/rôle de la 5-méthylcytosine ?
- Rôle dans les cancers (hyper- ou hypo-méthylation)
- Protection de l’ADN chez les bactéries (enzymes de restrictions)
Caractéristiques de la N6-méthyladénine ?
=> bactéries
Modifications conférant une protection contre les enzymes de restrictions
Impact de la N6-méthyladénine chez l’Ho ?
niveau de N6-mA est associé au pronostic du cancer : élévation de son taux dans le
glioblastome
Quelles sont les modification de bases de l’ARN ?
- 5,6-dihydrouracile
- Hypoxanthine
Caractéristiques de l’Hypoxanthine ?
Catabolite des bases puriques, retrouvés également dans les ARNt
Caractéristiques de la 5,6-dihydrouracile ?
- pseudo-uridine
- présent dans les ARNt
- se lie toujours à A
Utilisation de la 5,6-dihydrouracile ?
dosé dans les urines pour le dépistage de certains cancers à la suite d’une augmentation de l’activité transcriptionnelle
Utilité des analogues synthétiques des bases ?
Intérêt biologique => agents thérapeutiques agissant en compétition avec les bases naturelles qui bloquent la multiplication des cellules
Exemple d’emplois des analogues synthétiques de bases ?
- Inhibition spécifique de certaines activités enzymatiques
- Agents antitumoraux
- Les antiviraux
- Allopurinol
- Suppression du syst immu après une transplantation d’organe pour réduire le rejet
Exemple d’analogues synthétiques de bases antitumoraux et leur utilisation ?
- 6-mercaptopurine : antimétabolite → ttt des leucémies
- 5-fluorouracile : antimétabolite → ttt des carcinomes
- 8-azaguanine
- 6-thioguanine
Principe de fonctionnement des analogues synthétiques de bases antitumoraux ?
=> provoquent des perturbations du processus de réplication
* Interfèrent avec les bases naturelles empêchant la formation d’un appariement de bases Watson-Crick
* /!\ effets secondaires, car peuvent aussi cibler les cellules saines
Exemple d’analogues synthétiques des bases avec une action antivirale ?
=> Acycloguanosine
* dérivé de la guanine
* bloque la réplication du virus de l’herpès en inhibant l’ADN polymérase virale
* couplé à un AC monoclonal dirigé contre l’ADN polymérase viral → limite les EI
Caractéristiques de l’azithothymidine (AZT) ?
- Analogue synthétiques de nucléosides
- analogue de la thymidine
- efficacité contre le VIH
- bloque la transcriptase inverse du VIH
Caractéristiques du 2’3’-dideoxyuridine ?
- Analogue synthétiques de nucléosides
- inhibiteur de la réplication du VIH → influe sur la transcriptase reverse
- empêche l’élongation de la chaîne
Caractéristiques du 5-iodo-2’-deoxyuridine ?
- Analogue synthétiques de nucléoside
- agent antitumoral et radio sensibilisateur
- inhibe la réplication de différents virus à ADN dont herpès
Caractéristiques de l’Arabinosylcytosine ?
- Analogue synthétique de nucléosides
- antimétabolite
- antagoniste des pyrimidines
- TTT leucémies et herpès
Caractéristiques du 6-azauridine ?
- Analogue synthétiques de nucléoside
- inhibe la synthèse de novo des pyrimidines → influence la synthèse d’ADN
- phosphorylation → intégration dans l’ARNm → inhibe la traduction
- ttt psoriasis + efficacité antivirale et anti-cancéreuse
Quelle est la stratégie de ttt antirétrovirale actuelle ?
Inhibiteurs nucléosidiques
/!\ mais perdent leur efficacité au cours du
temps => émergence de virus résistants
Caractéristiques du Ténofovir ?
- analogue de nucléotide de type phosphonate acyclique
- médicament inhibiteur nucléotidique de la transcriptase inverse
- ½ intracellulaire beaucoup plus longue que les inhibiteurs nucléosidiques
Fonctionnement du Ténovofir ?
empêche la reproduction du VIH et du virus de l’hépatite B
Quels sont les EI du Ténofovir ?
ténofovir peut causer la dysfonction rénale et des lésions rénales
Quels sont les Thiophosphonates ?
Adethiovir et Tenothiovir => dérivé du Ténofovir
Avantages des thiophosphonates ?
- excellente activité antivirale
- incorporés et terminateurs de chaine
- stables + de 24h dans des milieux mimant les fluides biologiques
- capable d’effectuer un blocage de la RT dans une conformation inerte ⇒ efficacité contre les RT-AZT
Définition des acides nucléiques ?
macromolécules résultant de la condensation de très nombreux nucléotides, liés par des liaisons phosphodiesters
Rôles des acides nucléiques ?
- Support moléculaire de l’information génétique : ADN et ARN pour certains virus
- ADN : support de l’hérédité et de l‘encodage des ARN et protéines
- ARN : effecteur clé de l’expression des gènes en peptides et protéines : ARNm, ARNt, ARNr, ARN régulateurs (ARNrég ou sRNA)
Taille des ADN ?
très variables, de quelques milliers à des millions de paires de bases
Tailles des ARN ?
- ARN ribosomaux : 100 à 6000 nucléotides
- ARN de transfert : de 75 à 90 nucléotides
- ARNm : variable
- ARN régulateurs : de quelques dizaines de nucléotides (microARN) à plusieurs milliers
Caractéristiques de la double hélice d’ADN de Watson et Crick ?
- formée de 2 chaînes enroulées l’une sur l’autre dont les paires de bases sont complémentaires
- Les 2 chaînes sont antiparallèles (direction opposée)
- Les enchaînements sucres-phosphates forment les squelettes hélicoïdaux parallèles extérieurs
- Les bases azotées sont dirigées dans le centre de l’hélice et les plans formés par les cycles de bases sont parallèles les uns aux autres et perpendiculaires à l’axe de l’hélice
- Chacune des bases d’une chaîne est appariée à celle de l’autre chaîne par liaisons hydrogènes
- Les bases appariées sont complémentaires et situées l’intérieur de l’hélice → AT et CG
- Le rapport [A+T] / [C+G] est caractéristique d’une espèce
Caractéristiques de la Forme B de l’ADN ?
➔ La forme B est la plus courante
➔ Le pas de l’hélice est de 3,4 nm soit 34 angströms
➔ 10 plans par pas
➔ Hélice droite
➔ Deux sillons de tailles inégales : petit sillon et grand sillon ou sillon mineur et sillon majeur
➔ Plus de protéines peuvent s’accrocher au grand sillon = + de transcription au niveau des grands sillons car l’information génétique
est plus accessible
Quels sont les éléments qui font la spécificité et stabilité de l’appariement des bases ?
- Forces de Van der Waals entre les différents plateaux
- Energie très importante dû à la délocalisation des électrons
- Interactions hydrophobes : masquage des bases hydrophobes à l’intérieur vis-à-vis du solvant aqueux
- Solvatation des phosphates
- Liaisons hydrogènes qui créent l’appariement des bases
- Facteurs stériques
Quelles sont les différentes conformation de l’ADN hors B ?
- Forme A : issue de la déshydratation de la forme B
- Forme Z : hélice gauche plus étroite correspondant aux zones à fortes activité transcriptionnelle
=> Formes A et Z peuvent également être retrouvées dans l’ARN
Compaction de l’ADN ?
Il faut condenser l’ADN pour qu’il rentre dans le noyau, il va être plus large mais réduit en taille
Que sont les histones ?
- protéines qui s’assemblent pour former un octamère
- protéines cationiques qui vont reconnaître l’ADN chargé négativement
Que sont les Nucléosome ?
ADN enroulé autour de l’octamère
d’histones
Quelles sont les formes de l’ADN qui suivent le nucléosome ?
- L’enchaînement de nucléosomes et de régions plus accessibles s’appelle le collier de perle
- L’accessibilité des acides nucléiques peut être modulée en fonction des besoins
- L’enroulement des nucléosomes donne la chromatine, puis la chromatide
Enroulement de l’ADN chez la bactérie ?
Chez une bactérie il n’y a pas d’histones, l’ADN va juste s’enrouler
Quelles sont les propriété physico-chimiques de l’ADN ?
● Absorption dans l’UV : dosage spectrophotométrique → pic d’absorption à 260 nm
● Charge globale négative (lié au phosphates) : possibilité de séparation en fonction de la taille par électrophorèse
● Solubilité́ : soluble dans l’eau et les solutions salines peu concentrées, insoluble dans l’éthanol
● Viscosité : importante du fait de la longueur et de la rigidité de la double hélice
Impact de la chaleur sur l’ADN ?
- chaleur ajoute de l’énergie
- permet de rompre les liaisons hydrogènes et les forces de VDW
- séparation du double brin pour donner un simple brin
=> solution devient plus liquide - Chauffage → augmentation de l’absorbance à 260 nm (Effet hyperchrome)
- Notion de Tm = Température qui correspond à la moitié du phénomène
Quels sont les possibilité de devenir de l’ADN lorsqu’il est refroidis ?
2 possibilités :
- Refroidissement direct (dans la glace) : appariements intramoléculaires → agrégats
- Refroidissement progressif : possibilité de régénérer le double brin initial (double hélice)
Pourquoi le Tm dépend de la nature de la séquence nucléotidique ?
dénaturation est plus facile pour un génome riche en [A+T] qu’un génome riche en [G+C]
Définition de l’hybridation des brins d’ADN ?
association spontanée, spécifique et réversible de deux brins d’ADN complémentaires
Caractéristiques de l’hybridation des brins d’ADN ?
● Spécifique : une séquence d’ADN monobrin ne peut s’apparier qu’à la séquence qui lui est
complémentaire en théorie
● Réversible : en jouant sur les conditions expérimentales on peut entraîner ou briser
l’hybridation de 2 molécules d’ADN. Ce passage se visualise en mesurant la DO à 260nm
Impact du Tm sur l’hybridation des brins d’ADN ?
Si T° > Tm : dissociation des 2 brins
Si T° < Tm : association des 2 brins
Si T° ««< Tm : possibilité d’appariements entre des séquences quasi similaires
ADN en médecine légale ?
1) Recherche de séquences répétées dont le nombre de motifs varie selon l’individu
2) Test d’identification par Southern Blot sur des minisatellites
Comment analyser l’ADN en médecine légale ?
1) Digestion enzymatique
2) électrophorèse sur gel d’agarose
3) On transfère sur une membrane
- par capillarité : on appuie avec une masse sur une membrane de nitrocellulose
- par transfert semi-sec avec un léger courant électrique
4) récupère la membrane, on fait des lavages, puis fixation avec une sonde d’AN de référence
