La structure de l’ADN et l’organisation dans la cellule Flashcards
Ce que les scientifiques savaient…
Au début des années 1900, les scientifiques avaient déjà découvert que le matériel génétique était trouvé à l’intérieur du chromosome dans le noyau.
Les scientifiques savaient également que le matériel génétique était capable de contrôler d’une certaine manière la production de protéines et pouvait se répliquer. Ils ont également conclu qu’au cours du processus de réplication, des mutations devaient se produire, qui expliquerait la diversité observée au sein des espèces.
Les scientifiques avaient également découvert la présence de protéines et d’acides nucléiques, mais ils n’étaient pas sûrs sur sa composition chimique ou que l’ADN était en fait le matériel héréditaire.
La structure ADN
Un acide nucléique (brin d’ADN) est composé de :
-un phosphate
-des sucres
-des bases azotées
Chargaff avait découvert que l’ADN humain contient environ 30% de base adénine, alors que les bactéries en contenaient environ 26% ;
indication que la diversité vu dans les organismes peut être dû à la structure de l’ADN et l’ADN lui-même contenant les informations génétiques
La structure ADN:
Les bases azotées
Les purines :
-constituées de deux anneaux organiques
-Adénine et Guanine
Les pyrimidines :
-constituées d’un anneau organique
-Thymine et Cytosine
Les purines ne peuvent se combiner qu’avec les pyrimidines, plus précisément :
-A - T
-C - G
La structure ADN:
Les sucres
le sucre présent dans le squelette de l’ADN ne contient pas de groupe hydroxyle sur le 2e carbone -> désoxyribose
le sucre de l’ARN contient un groupe hydroxyle sur le deuxième carbone -> ribose
La structure ADN:
Règle de Chargaff
dans l’ADN, le pourcentage de l’adénine est presque identique à celui de la thymine, et que le pourcentage de la cytosine est presque identique à celui de la guanine
La structure ADN:
Les nucléotides :
chaque nucléotide d’un brin d’ADN est donc formé de :
-une base azotée
-un sucre
-un groupe phosphate
les parties des nucléotides se sont unis par des liaisons covalentes
La structure ADN: expérience
Les scientifiques James Watson et Francis Crick étaient reconnus pour la découverte de la structure d’ADN
Rosalind Franklin était une cristallographe aux rayons X qui avait pris une radiographie de la structure d’ADN
au début, Watson et Crick ont pris le crédit pour la radiographie et l’a utilisé pour déterminer la structure de l’ADN
par des équations mathématiques, les scientifiques ont pu voir que l’ADN était une double hélice
Rosalind a découvert que les bases azotées étaient situées à l’intérieur de l’hélice en raison de propriétés hydrophobes et que le squelette était constitué de phosphate et de sucre (l’hydrophile était situé à l’extérieur)
La structure ADN: en plus de détail
- L’ADN est une double hélice qui a un appariement de bases complémentaires.
- Deux chaînes d’acides nucléiques se tordent l’une autour de l’autre et sont reliées par des liaisons hydrogène entre les base azotées.
- Les deux sont anti parallèles l’un à l’autre de sorte que le 5’ d’un brin se trouve en face de l’extrémité 3’ de l’autre.
Les désignations 5’ et 3’ font référence au nombre d’atomes de carbone dans une molécule de sucre désoxyribose auquel un groupe phosphate se lie
liaisons entre bases azotées = liaisons d’hydrogène
de liaisons varient ;
Adénine et thymine ont 2 liaisons entre brins
cytosine et guanine ont 3 liaisons entre brins
*indice :
“A-T two, C-G three”
Dans une molécule d’ADN double brin, le brin complémentaire de 5’-AAACGCTT-3’ est …
L’organisation du matériel génétique
Génome :
la constitution génétique complète d’un organisme. Les 23 chromosomes trouvés dans la cellule constituent le génome d’une personne.
Gène :
bases azotées dans la séquence d’ADN qui codent pour un trait particulier. Tous les gènes codent pour des séquences d’ARN qui à leur tour sont transformées en protéines. Ces protéines auront des fonctions spécifiques qui contribuent au fonctionnement global de la cellule.
Matériel génétique des procaryotes
L’ADN d’ E. coli est circulaire et double brin
considérant qu’il n’y a pas de noyau dans la bactérie, les chromosomes flottent librement dans la région nucléoïde
Afin de faire entrer tout l’ADN dans la bactérie, le surenroulement est nécessaire
Afin d’intégrer tout l’ADN dans le structure compact de la bactérie, l’ADN circulaire doit s’enrouler pour rendre sa structure plus petite
Le “supercoiling” compacte l’ADN d’un facteur de 10
Les procaryotes - séquences régulatrices
La plupart des gènes trouvés chez les procaryotes sont de gènes essentiels. Ils ne contiennent qu’un seul exemplaire de chaque gène, ce qui en fait des organismes haploïdes.
Les gènes sont régulés par des séquences régulatrices
séquences régulatrices : une séquence d’ADN qui régule l’activité d’un gène
Les plasmides sont des molécules d’ADN circulaires qui ne sont pas trouvés dans le nucléoïde
Le plasmide est copié et transmis au nouveaux cellules bactériennes lors de la division cellulaire
L’ADN des cellules eucaryotes A) et B)
il existe 4 niveaux d’organisation différents qui permettent à l’ADN de 2 m de s’intégrer dans un noyau de 4 µm:
A) premier niveau d’organisation - l’ADN s’enroule autour des histones pour former un nucléosome
B) deuxième niveau d’organisation - les nucléosomes s’enroulent les uns autour des autres pour former une fibre de chromatine
L’ADN des cellules eucaryotes C) et D)
il existe 4 niveaux d’organisation différents qui permettent à l’ADN de 2 m de s’intégrer dans un noyau de 4 µm:
C) troisième niveau d’organisation : les fibres créent des boucles à l’aide de protéines d’échafaudage pour compacter davantage la structure
D) quatrième niveau d’organisation : l’échafaudage se replie en une structure plus compacte (p.ex. un chromosome)
