Cours 1 - Introduction acides nucléiques Flashcards
Quels sont les 5 types généraux de transcrits d’ARN ?
→ ARN messager (ARNm),
→ ARN ribosomaux (rRNA),
→ petits ARN non-codants (sRNA),
→ pseudogènes,
→ longs ARN non-codants (lncRNA).
Qu’est-ce qu’un long ARN non-codant (lncRNA) ?
→ C’est une classe d’ARN qui fait plus de 200 bases et qui ne code pas pour les protéines.
Pourquoi les lncRNAs sont-ils considérés comme des molécules encore mal connues ?
→ Parce qu’ils figurent parmi les molécules les moins bien caractérisées.
Quels rôles biologiques les lncRNAs peuvent-ils jouer ?
→ Ils participent à plusieurs processus biologiques critiques. (Cancer, maladies cardiovasculaires, maladies neurodégénératives, etc.)
Comment les lncRNAs peuvent-ils interagir avec d’autres molécules ?
→ Ils forment des structures complexes par le biais d’interactions moléculaires (ARN-protéines, ARN-ARN, etc.).
Quelle est la double capacité unique de l’ARN ?
→ L’ARN peut stocker l’information génétique comme l’ADN et catalyser des réactions chimiques comme les protéines.
→ Précurseur de la vie sur terre
Quels sont les trois composants principaux d’un nucléotide ?
→ Un groupement phosphate,
→ Un sucre (pentose)
→ Une base azotée.
Quelles sont les deux grandes catégories de bases azotées ?
→ Les pyrimidines
→ Les purines.
Quelles bases azotées appartiennent à la famille des pyrimidines ?
→ Cytosine (ADN, ARN)
→ Uracile (ARN)
→ Thymine (ADN)
Quelles bases azotées appartiennent à la famille des purines ?
→ Adénine (ADN, ARN)
→ Guanine (ADN, ARN).
Quelle est la différence structurelle entre une pyrimidine et une purine ?
→ La pyrimidine est monocyclique (un seul cycle) tandis que la purine est bicyclique (deux cycles).
Sur quelle position du noyau pyrimidine le ribose se lie-t-il ?
→ En position 1.
Sur quelle position du noyau purine le ribose se lie-t-il ?
→ En position 9.
Quel type de pentose est présent dans l’ARN ?
→ Le D-ribose.
Quel type de pentose est présent dans l’ADN ?
→ Le D2-désoxyribose.
Quelle est la principale différence structurale entre le ribose et le désoxyribose ?
→ Le ribose possède un groupement -OH en position 2’, tandis que le désoxyribose a un -H à cette même position.
De quoi est composé un nucléoside ?
→ D’une base azotée liée à un pentose.
Quelle liaison chimique relie la base azotée au pentose dans un nucléoside ?
→ Une liaison glycosidique.
Quel carbone du pentose est impliqué dans la liaison glycosidique ?
→ Le carbone anomérique.
Quelle est la règle de nomenclature des nucléosides ?
→ On ajoute -idine aux bases pyrimidiques et
→ On ajoute -osine aux bases puriques.
Vrai ou faux ? La conformation des nucléosides peut être uniquement syn.
→ Faux. Elle peut être syn ou anti.
Quelle est la différence entre un nucléoside et un nucléotide ?
→ Un nucléoside est constitué d’une base azotée et d’un pentose,
→ Un nucléotide possède en plus un groupement phosphate.
Quels sont les quatre nucléosides les plus courants dans l’ARN ?
→ Cytidine,
→ Uridine,
→ Guanosine
→ Adénosine.
Que signifie « nucléoside phosphorylé » ?
→ Cela signifie qu’un ou plusieurs groupements phosphate sont ajoutés à un nucléoside, formant ainsi un nucléotide.
Quels sont les trois états de phosphorylation des nucléotides ?
→ Monophosphate (NMP),
→ Diphosphate (NDP),
→ Triphosphate (NTP).
Pourquoi l’expression « nucléotides phosphorylés » est-elle redondante ?
→ Parce que tous les nucléotides contiennent au moins un groupement phosphate par définition.
Quelle est la différence entre un ribonucléotide et un désoxyribonucléotide ?
→ Les ribonucléotides contiennent du ribose et sont présents dans l’ARN,
→ Tandis que les désoxyribonucléotides contiennent du désoxyribose et sont présents dans l’ADN.
Pourquoi les nucléotides sont-ils qualifiés d’acides polyprotiques ?
→ Parce qu’ils possèdent plusieurs groupes phosphate, pouvant libérer plusieurs protons (H⁺), influençant leur pKa et leur charge.
Vrai ou faux ? Les nucléotides n’absorbent pas la lumière UV.
→ Faux. Les nucléotides absorbent fortement la lumière ultraviolette, principalement à 260 nm, grâce aux bases azotées.
Quels sont les quatre nucléotides les plus courants dans l’ARN ?
→ Uridine monophosphate (UMP),
→ Cytidine monophosphate (CMP),
→ Adénosine monophosphate (AMP),
→ Guanosine monophosphate (GMP).
Quelle est la charge nette d’un nucléotide monophosphate à pH neutre ?
→ -2, en raison de la dissociation des groupes phosphates.
C’est quoi le pKa Base-N, le pK₁ Phosphate et le pK₂ Phosphate du 5’-AMP ?
→ pKa Base-N = 3,8 (N1),
→ pK₁ Phosphate = 0,9,
→ pK₂ Phosphate = 6,1
C’est quoi le pKa Base-N, le pK₁ Phosphate et le pK₂ Phosphate du 5’-GMP ?
→ pKa Base-N = 9,4 (N1) 2,4 (N7),
→ pK₁ Phosphate = 0,7,
→ pK₂ Phosphate = 6,1
C’est quoi le pKa Base-N, le pK₁ Phosphate et le pK₂ Phosphate du 5’-CMP ?
→ pKa Base-N = 4,5 (N3),
→ pK₁ Phosphate = 0,8,
→ pK₂ Phosphate = 6,3
C’est quoi le pKa Base-N, le pK₁ Phosphate et le pK₂ Phosphate du 5’-UMP ?
→ pKa Base-N = 9,5 (N3),
→ pK₁ Phosphate = 1,0,
→ pK₂ Phosphate = 6,4
Qu’est-ce qui se passe si le pH est plus grand que le pKa ou inversement ?
→ Si pH > pKa, la forme déprotonée prédomine.
→ Si pH < pKa, la forme protonée prédomine .
Pourquoi les nucléotides et nucléosides absorbent-ils la lumière ultraviolette ?
→ En raison de l’aromaticité des bases azotées, qui contiennent des cycles hétérocycliques avec des électrons délocalisés.
Pourquoi cette propriété d’absorption UV est-elle utile en biologie moléculaire ?
→ Elle permet l’analyse quantitative des nucléotides et nucléosides.
Comment les acides nucléiques sont-ils structurés ?
→ Ce sont des polymères linéaires reliés de 3’ en 5’ par des liaisons phosphodiesters.
Comment se forme un polynucléotide in vivo ?
→ Par l’addition successive d’un nucléotide 5’-phosphate au groupe 3’-OH du nucléotide précédent.
Quelle est la différence entre un ARN et un ADN au niveau de leur structure ?
→ Les polymères de ribonucléotides sont des acides ribonucléiques (ARN).
→ Les polymères de désoxyribonucléotides sont des acides désoxyribonucléiques (ADN).
Quelle convention est utilisée pour écrire la séquence des acides nucléiques ?
→ Elle s’inscrit toujours de l’extrémité 5’ vers l’extrémité 3’.
Quelle structure est prédominante chez l’ADN et l’ARN ?
→ Les structures hélicoïdales.
Quelle est la principale différence entre les conformations de l’ARN et de l’ADN ?
→ L’ARN possède une plus grande diversité de conformations que l’ADN.
Pourquoi la structure tridimensionnelle de l’ARN est-elle importante ?
→ Elle détermine sa fonction physiologique, par exemple dans les ribozymes, les ARN de transfert et les ARN régulateurs.
Quels angles définissent la conformation du squelette des protéines ?
→ Les angles phi (φ) et psi (ψ).
Combien d’angles de torsion définissent le trajet du squelette des acides nucléiques ?
→ Six angles de torsion : α, β, γ, δ, ε, ζ.
Pourquoi les acides nucléiques ont-ils plus d’angles de torsion que les protéines ?
→ Parce que leur structure comprend plusieurs degrés de liberté, notamment à cause du ribose et des liaisons phosphodiesters.
→ Les cinq angles de torsion endocycliques (ν₀, ν₁, ν₂, ν₃, ν₄).
Pourquoi une simplification des angles de torsion du ribose est-elle nécessaire ?
→ Parce qu’ils ne sont pas complètement indépendants et suivent un cycle de pseudorotation.
Qu’est-ce que l’angle glycosidique (χ) et quel est son rôle ?
→ Il définit l’orientation de la base azotée par rapport au ribose.
Quels sont les trois types de conformations des angles de torsion et leurs valeurs ?
→Trans (t) : 180° ± 30°
→Gauche- (g-) : -60° ± 30°
→Gauche+ (g+) : +60° ± 30°
Pourquoi le ribose n’est-il pas planaire ?
→ Les angles internes du pentagone sont 108°, ce qui est différent de l’angle idéal 109.5° pour une hybridation sp³, rendant une structure complètement plane défavorable.
Quelles sont les deux principales conformations du ribose ?
→ La forme Enveloppe (E)
→ La forme Tordue (T).
Qu’est-ce que la conformation Tordue (T) ?
→ Trois atomes adjacents du ribose sont dans un même plan.
→ Deux atomes sont hors du plan de chaque côté.
Qu’est-ce que la conformation Enveloppe (E) ?
Quatre atomes du ribose sont dans un même plan, tandis que le cinquième atome est déplacé de 0.5 Å hors du plan.
→ Si cet atome est du même côté que le C5’, on parle de conformation endo.
→ S’il est du côté opposé, on parle de conformation exo.
Quelles sont les deux principales conformations du furanose observées dans les acides nucléiques ?
→ C3’-endo (Nord)
→ C2’-endo (Sud).
Quelle conformation du furanose est typique de l’ARN ?
→ C3’-endo (Nord), associée à l’ARN de type A.
Quelle conformation du furanose est typique de l’ADN ?
→ C2’-endo (Sud), associée à l’ADN de type B.
Qu’est-ce que l’angle glycosidique χ (Chi) ?
→ C’est l’angle de rotation entre la base azotée et le sucre (ribose/désoxyribose) dans un nucléotide.
Quelles sont les deux conformations possibles de l’angle χ ?
→ Conformation anti : 180° ± 90°
→ Conformation syn : 0° ± 90°
Quelle est la conformation la plus courante dans les hélices de type A et B ?
→ La conformation anti.
→ Elle permet de positionner la face Watson-Crick des bases vers l’extérieur, facilitant les appariements entre bases complémentaires.
Pourquoi la formation de paires de bases est-elle importante ?
→ Elle est centrale à la structure des acides nucléiques, non seulement dans les hélices mais aussi dans d’autres types de structures.
Quels sont les deux principaux types d’interactions stabilisant les bases azotées ?
→ La formation de ponts hydrogène entre bases complémentaires.
→ L’empilement des bases, qui domine énergétiquement dans les structures hélicoïdales.
Quelle est la différence entre les ponts hydrogène et l’empilement des bases ?
→ Les ponts hydrogène assurent la spécificité de l’appariement (A-T, G-C).
→ L’empilement des bases est une force stabilisatrice majeure, qui réduit l’exposition des bases à l’eau (effet hydrophobe).
Quels types d’associations entre bases existent en dehors des paires classiques Watson-Crick ?
→ Les triplets et quadruplets de bases, qui sont observés dans certaines structures spécialisées comme les G-quadruplexes.
Quelles sont les paires de bases canoniques dans l’ARN ? (3)
→ Watson-Crick A-U et G-C, ainsi que la paire wobble G-U.
Qu’est-ce qu’une paire de bases non-canonique ?
→ Toute paire qui ne suit pas la règle Watson-Crick (A-U et G-C) ou la paire wobble G-U.
Quels sont deux exemples de paires non-canoniques ?
→ Hoogsteen
→ Sheared G-A
Quelle est la différence entre une paire Watson-Crick et une paire Hoogsteen ?
→Watson-Crick : Les bases sont en conformation anti et s’apparient via les faces principales.
→Hoogsteen : Une des bases (souvent l’adénine ou la guanine) adopte une conformation syn, ce qui change l’orientation des ponts hydrogène.
Qu’est-ce que la classification de Leontis et Westhof ?
→ Une classification des paires de bases basée sur la géométrie d’interaction des bases dans les structures d’ARN.
Quelle est l’importance de cette classification ?
→ Elle met l’accent sur l’isostéricité, c’est-à-dire la similarité de l’occupation spatiale en 3D.
→ Elle est utilisée pour analyser l’évolution des structures ARN.
Pourquoi cette nomenclature est-elle utile ?
→ Décrire précisément les structures d’ARN, y compris les paires non-canoniques, les triplets et quadruplets de bases.
→ Identifier des motifs structuraux d’ARN à partir des séquences.
Quels sont les deux paramètres principaux de la classification de Leontis et Westhof ?
→ Les faces d’interaction des bases (3 faces)
→ L’orientation relative des liaisons glycosidiques (cis / trans)
Quels sont les paramètres secondaires qui peuvent être pris en compte ? (Compilation Géométrique de Leontis et Westhof )
→ L’orientation syn ou anti des liaisons glycosidiques.
→ L’orientation locale des brins d’ARN par rapport aux bases associées.
Quels sont les trois types de faces d’interaction des bases puriques selon Leontis et Westhof ?
→ Face Watson-Crick (WC)
→ Face Hoogsteen
→ Face du Sucre
Quelles sont les trois principales faces d’interaction des pyrimidines selon Leontis et Westhof ?
→ Face Watson-Crick (WC)
→ Face C-H ou Hoogsteen
→ Face du Sucre
Quelle est la différence entre une orientation “cis” et “trans” des liaisons glycosidiques ?
→ Cis : Les deux liaisons glycosidiques des bases sont du même côté par rapport à l’axe du squelette.
→ Trans : Les deux liaisons glycosidiques sont de part et d’autre de l’axe du squelette.
Vrai ou Faux ? Seules les paires de bases Watson-Crick existent dans les acides nucléiques.
→ Faux ! De nombreuses paires non canoniques sont essentielles aux fonctions de l’ARN.
Où se trouvent les paires de bases dans les structures hélicoïdales de l’ADN et de l’ARN ?
→ Elles se retrouvent au centre de l’hélice.
Quelle est la principale différence entre les types d’hélices A et B ?
→ Type A (ARN) : Gros et trapu, avec des sillons profonds.
→ Type B (ADN) : Long et mince, avec des sillons bien définis.
Quelle est la disposition du squelette ribose-phosphate dans ces hélices ?
→ Il se retrouve en périphérie de l’hélice.
Comment la structure hélicoïdale des acides nucléiques diffère-t-elle de celle des protéines ?
→ Dans les acides nucléiques, le squelette phosphate est en périphérie et les bases sont au centre.
→ Dans les protéines, les chaînes latérales sont en périphérie, tandis que la chaîne principale est stabilisée par des ponts hydrogène au centre.
Quelle est la conformation de l’ADN et de l’ARN en termes de direction de l’hélice ?
→ Les deux hélices sont droites (sens de rotation droite).
Quelle est la différence principale entre l’angle Chi des bases dans l’ADN et l’ARN ?
→ Dans les deux cas, il est en conformation Anti.
Quelle est la différence de conformation du ribose entre l’ADN et l’ARN ?
→ ADN : C2’-endo
→ ARN : C3’-endo
Quelle est la principale différence entre le sillon majeur et le sillon mineur ?
→ Le sillon majeur est plus accessible aux protéines, ce qui le rend plus important pour l’interaction avec les facteurs de transcription.
Pourquoi les protéines contenant une hélice α ou un feuillet β interagissent-elles plus facilement avec le sillon majeur de l’ADN ?
→ Ces structures secondaires sont de taille et de forme compatibles avec la largeur du sillon majeur, → Permettant une liaison efficace aux séquences spécifiques.
Pourquoi la reconnaissance du sillon majeur est-elle plus difficile dans l’ARN ?
→ Le sillon majeur de l’ARN est trop étroit dans la conformation en hélice A,
→ Ce qui empêche l’insertion des protéines de reconnaissance comme dans l’ADN.
Comment l’ARN peut-il surmonter cette limitation pour interagir avec des protéines ?
→ Des perturbations structurales comme les paires de bases non canoniques, les boucles et les bulges permettent un élargissement du sillon majeur, facilitant l’interaction avec des protéines comme les hélices α ou les feuillets β.
Comment sont liés les nucléotides dans la structure primaire de l’ARN ?
→ Par des liaisons covalentes reliant l’extrémité 5’ à l’extrémité 3’ du brin.
Quelles sont les paires de bases canoniques dans la structure secondaire de l’ARN ?
→ A-U, G-C et G*U (forme wobble).
Quelle condition est nécessaire pour la formation d’une hélice ?
→ Un minimum de 2 ou 3 paires de bases adjacentes doit être présent.
Comment la structure tertiaire stabilise-t-elle l’ARN ?
→ Par des interactions entre les éléments de structure secondaire, formant une organisation tridimensionnelle.
Quels sont les trois façons de représenter la structure secondaire ?
1) Graphe planaire
2) Diagramme en forme d’arc
3) Chaînes de caractères
Comment définir la structure tertiaire d’un ARN ?
→ C’est l’arrangement tridimensionnel des motifs d’ARN, incluant la double hélice et d’autres motifs qui s’assemblent pour former des interactions tertiaires.
Qu’est-ce qu’un pseudonœud ?
→ Une interaction tertiaire où une région d’ARN s’apparie avec une séquence distante, croisant ainsi les arcs d’un diagramme de structure secondaire.
Quelles sont les deux grandes catégories de régions dans la structure secondaire de l’ARN ?
→ Les régions appariées (avec des paires de bases canoniques)
→ Les régions non-appariées (sans paire de bases)
Pourquoi les régions non-appariées sont-elles importantes ?
→ Elles contiennent des motifs structuraux et jouent un rôle clé dans la formation de la structure tertiaire et les interactions intermoléculaires.
