Module 12: les acides nucléiques Flashcards
Qu’est-ce qu’il y a eu en 1869?
Friedrich Miescher, un biologiste suisse, découvrit dans le noyau des cellules une substance inconnue riche en azote et en phosphore qu’il baptisa “nucléine”
Origine du nucléine?
ni protéique ni lipidique
Comment sera le nucléine au XXe siècle?
elle sera identifiée et nommée acide désoxyribonucléique (ADN)
à quoi réfère le terme acide nucléique?
Aux 2 types de polymères linéaires constitués de nucléotides: l’acide désoxyribonucléique (ADN) et l’acide ribonucléique (ARN)
Que forme les acides nucléiques?
Une famille de biomolécules
unités de construction des acides nucléiques?
NucléoTides et nucléoSides
(6) fonctions des acides nucléiques?
Médiateur chimique Source d'énergie Cofacteur dans les réactions enzymatiques Rôle catalytique à la manière d'enzymes Gardienne des caractère héréditaires Expression des caractères héréditaires
Rôle nucléoside?
Médiateur chimique (adénosine)
Rôles nuclotides?
Médiateur chimique (AMPc)
Source d’énergie
Cofacteur dans les réactions enzymatiques (dinucléotides aussi)
Rôle ribosome?
Rôle catalytique à la manière d’enzymes
Rôle ADN?
Gardienne des caractère héréditaires
Rôle ARN?
Expression des caractères héréditaires
2 groupes de monomère d’acides nucléides?
Nucléotides et nucléosides
Qu’est-ce qu’un nucléoside?
baze azotée et un ose, reliés par un lien bêta-N-glycosidique
Qu’est-ce qu’un nucléotide?
esters phosphorique de nucléosides (nucléosides phosphate)
Nucléoside + acide phosphorique
3 constituant monomère d’acide nucléique?
base azotée
monosaccharide
1 à 3 groupements phosphoryle
Qu’est-ce qu’une base azotée?
dérivée d’une purine ou pyrimidine
les 3 pyrimidines?
cytosine (ADN,ARN)
uracile (ARN)
Thymine (ADN)
Les 2 purines?
Adénine (ADN,ARN)
Guanine (ADN,ARN)
Qu’est-ce que le monosaccharide?
ribose ou désoxyribose (dérivé ribose en C2)
Nom du ribonucléoside pour les 5 bases?
Adénine -> Adénosine Guanine -> Guanosine Uracile -> Uridine Thymine -> thymidine Cytosine -> Cytidine
Différents polymères de différentes longueurs? (selon nombre de résidus)
2 = dinucléotide 3 = trinucléotide 10 = décanucléotide entre 10 et 50 = oligonucléotide plus de 50 = polynucléotide (ADN ou ARN)
Lien entre 2 nucléotides?
phosphodiester
Dinucléotides, lien, fonction
Lien entre la position 5’ de l’ose d’un des nucléotides et la position 5’ de l’autre
Coenzymes
Polynucléotides, liens, type de polymère, noms?
Liaisons phosphodiesters 3’ - 5’
Polymère linéaire
Si constitué de désoxyribonucléotides : ADN (acide désoxyribonucléique)
Si constitué de ribonucléotides : ARN (acide ribonucléique)
Ex. de nucléotide chimique?
AMPc
Qu’est-ce qu’un nucléotide cyclique?
un même groupement phosphate relie 2 carbones du même ose
Rôle AMPc?
Messager intracellulaire (second messager) dans la transduction du signal
Que fait l’adénosine?
Nucléoside qui agit comme une hormone dans la régulation du sommeil. Si le niveau d’adénosine augmente, la sensation de fatigue apparaît.
Que fait la caféine
Elle combat la somnolence en bloquant les récepteurs neuronaux de l’adénosine
Que font les NTPs?
liens anhydrides phosphoriques? nombre?
nucléosides triphosphates = source d’énergie chimique de la cellule, en particulier ATP
2 liens anhydrides phosphoriques hautement énergétique
Stocke énergie sous forme de liaison covalente. Hydrolyse de ses liens libère l’énergie
ADN chez les cellules?
support de l’information génétique. ARN joue ce rôle chez certains virus
Ou est situé l’ADN dans les eucaryotes?
dans le noyau, mais aussi dans des organites comme mitochondries (ADN mitochondrial) et chloroplastes (ADN chloroplastique)
Qu’est-ce que le génome?
ensemble du matériel génétique d’un organisme vivant ou d’un virus. Composé d’ADN double brin dans les cellules, dans virus = ARN
Dans quoi est contenu le génome?
une seule molécule d’ADN, comme c’est le cas chez les bactéries
Eucaryotes = jeu complet des différentes molécules d’ADN qui sont présentes dans le noyau (jeu haploide chez les organisme diploide), donc pas l’ADN mitochondrial et chloroplastique
Strucutre de la double hélice d’ADN : hélice, appariment des bases, empilement, sens brins
2 chaînes polynucléotidiques qui sont enroulées l’une sur l’autre pour former une hélice régulière, petit et grand sillon à sa surface
A à T (2 liens H), C à G (3 liens H)
BP sont empilés unes sur les autres à l’intérieur de la double hélice, squelette ose-phosphate à l’extérieur
2 brins antiparallèles et complémentaires
% de G+C chez l’humain?
39,8%
Taille des molécules d’ADN double brin?
nombre de paires de bases. 1 kb = 10^3 bp, 1Mb = 10^6 pb, 1 Gb = 10^9 bp.
taille génome humain, E.coli
Humain = 3,200 Mb
E. Coli = 4,6 Mb
Taille pas proportionnelle à la complexité d’un organisme.
Plante herbacée paris japonica?
Génome 50 x celui du génome humain
qu’est-ce que la dénaturation de l’ADN?
2 brins d’ADN se séparent complètement suite aux bris des liaisons hydrogène et des interactions hydrophobes.
Ou a lieu la dénaturation de l’ADN? Agents dénaturants?
pas dans les cellules, mais provoquée In-vitro.
Agents dénaturants = chaleur, pH élevé, agent chaotropique (urée)
Qu’est-ce qu’a permit les études de dénaturation thermique?
Informations importantes sur les propriétés de la double hélice
Qu’est-ceq ui est responsable de l’absorbance à 260 nm?
bases
Qu’est-ce que l’effet hyperchrome?
lorsque la température de la solution d’ADN est augmentée jusqu’au point d’ébullition de l’eau, l’absorbance augmente fortement. Ça s’explique par le fait que les bases dans l’ADN double brin absorbe 40% moins de lumière UV que les bases dans l’ADN simple brin.
Qu’est-ce qui diminue la capacité à absorber les UV?
l’empilement des bases à l’intérieur de la double hélice
Qu’est-ce que la courbe de fusion?
Valeur d’absorbance en fonction de la température (sigmoïdal). Démontre que la dénaturation est un phénomène coopératif.
Liens H intérieur dans l’eau?
Liens H à l’intérieur + stable que les liens H en milieu aqueux parce qu’ils sont à l’intérieur de la zone hydrophobe
Bris des premières liaisons H entre les 2 brins?
Demande plus d’énergie, car structure stable. une fois brisée, intérieur + accessible aux molécules d’eau, donc rupture des liens adjacents facilités.
Pourquoi on dit que la dénaturation est coopérative?
car une fois le processus amorcé, vitesse de bris des liaisons s’accélère.
Qu’est-ce que la température de fusion?
Tm, température correspondant à la moitié de l’augmentation d’absorbance observée, ou autrement dit à la température pour laquelle 50% de l’ADN est dénaturé
Selon quoi varie la Tm?
composition en base. Plus il y a de G+C, plus la Tm est grande, car les liens H sont plus nombreux.
Certaines régions dénaturées dans certains processus biologiques?
Lorsque ADN dupliqué ou converti en ARN, séparation locale des brins. Plus facile de séparer les brins riches en A/T
Comment on peut renaturer un ADN?
seulement ceux dénaturé par la chaleur.
On refroidi lentement la solution d’ADN, bp se reforme correctement. Si solution refroidie rapidement, liaisons H entre les bases se reforme de façon non spécifique, structure désordonnée
Que décrit le dogme central de la biologie?
le flux d’information génétique dans la cellule.
Étapes du flux d’informations génétiques?
1- ADN transcrit en ARN
2- ARN transcrit en protéine
Qu’est-ce que la réplication?
ARN dupliqué avant la division cellulaire
Transcription?
Processus permettant de copier différents segments de l’ADN en ARNs
Quest-ce que la traduction?
processus par lequel les molécules d’ARNm sont converties en protéines
Rétrotranscription?
ARNs en ADN.
à partir de quoi son produites les séquences d’ARN?
jamais à partir d’une matrice protéique
Que fait le code génétique?
Il permet de traduire la séquence primaire d’une molécule d’ARNm en protéine. il établit une correspondance entre un triplet de nucléotides, appelé codon, sur l’ADN ou l’ARN qui en dérive et un AA qui sera ajouté à la chaîne polypeptidique en cours de synthèse.
Comment est le code génétique?
Universel (même pour tous les êtres vivants et virus)
combien de codons possibles ?
64, dont 61 spécifie les 20 AA synthétisant les protéines.
codons synonymes?
2 ou plusieurs codons codant pour le même AA = code génétique dégénéré
codon d’initiation de la traduction?
AUG, et codant pour la méthionine, c’est pourquoi les protéines contiennent une méthionine à leur extrémité N-therminale.
Codons stop?
codons de terminaisons/ non-sens, entraînant l’arrêt de la synthèse de la chaîne polypeptidique
Monocaténaire/bicaténaire?
ADN = bicaténaire ARN = monocaténaire (1 seul brin)
Que peuvent contenir les molécules d’ARN?
régions hélicoïdales, conférant ainsi une structure tridimensionnelle précise à certains types d’ARN. Se forme à l’aide de liaisons H intracaténaires.
Différence de taille entre ADN et ARN?
ARN = + courts, quelques dizaines à quelques miliers de nucléotides
3 types d’ARN majeurs?
ARNr (ribosomaux, 80%)
ARNt (transfert, 15%)
ARNm (messager, 3%)
ARNr?
composants structuraux et fonctionnels des ribosomes, qui sont les sites de la synthèse protéique (traduction)
Qu’est-ce qu’un ribosome? localisation?
complexes nucléoprotéiques (ARNr + protéines) dans le cytosol chez les eucaryotes.
ARNr avec activité catalytique?
ribozyme
ARNt?
traduction. interprètent le code génétique. Se lient aux AA et les acheminent aux ARNm localisés sur les ribosomes.
Codon des ARNm?
Reconnu par un ARNt, qui est associé avec un AA particulier
Combien de ARNt?
Pour chacun des 20 AA, au moins 1
ARNt isoaccepteurss?
ARNt différents pouvant porter le même AA
ARNm?
copies des segments d’ADN codant pour les protéines, traduit au niveau des ribosomes
ARN restants?
(2%), appartiennent à la catégories des petis ARNs. Groupe hétérogène comprenant plusieurs types d’ARN (ARNsno, ARNmicro, ARNsi, ARNpi).
Petits ARN?
comme ARNr et ARNt , non codant. Pas traduit en protéine.
Rôles Petits ARN?
modification et maturation de d’autres ARNs
régulation de l’expression génétique
Défense en protégeant les cellules contre les infections virales
4 caractéristiques des oses?
Aldopentose
Furanose
Énantiomère D
Anomère bêta
1- Nucléoside + ribose 2- nucléotide + ribose 3- acide nucléique + ribose 4- nucléoside + désoxyribose 5- nucléotide + désoxyribose 6- acide nucléique + désoxyribose
1- ribonucléoside 2- ribonucléotide 3- ARN 4- désoxyribonucléoside 5- désoxyribonucléotide 6- ADN
Comment sont les bases axotées?
hétérocycliques, cycles composé de N et C. présence de doubles liaisons conjugués. 2 types : purines et pyrimidine
Y a t-il d’autres bases azotés que les 5?
oui, bases rares ou bases mineures. Surtout dans l’ARN, modification chimique des bases azotés standarts présente dans les chaine d’ADN ou ARN
6 propriétés des bases azotés?
1- bases faibles (peuvent accepter des H+ en milieu acide)
2- pas chargé au pH physiologique
3- structure plane
4- insoluble
5- peuvent participer à la formation de liens H (important pour la formation de la double hélice d’ADN)
6- aromatique (absorbe les UB de longueur d’onde = 260nm)
Lien entre la base azotée et l’ose
Liaisons bêta-N-glycosidique (sur le carbone anomérique de l’ose)
Résidu d’ose= configuration bêta.
Peut y avoir 2 types aussi, bêta-N1 et bêta-N9
Nucléoside dans l’eau?
+ soluble que les bases azotés seules car le -OH de l’ose augmente la solubilité
Comment sont nommés les nucléosides?
Selon la base azotée.
Ribonucléosides avec pyrimidine, on ajoute -idine au nom de la base
Ribonucléoside avec purine, on ajoute -osine au nom de la base
Désoxyribonucléoside : on ajoute désoxy- au début
Exception des nucléosides?
désoxythimine, souvent appelé thymine car rarement retrouvé dans les ribonucléosides
Quel sont les nucléotides les + fréquents?
Ceux dont le phosphate est en 5’
Ou on retrouve le lien ester phosphorique?
Entre acide phosphorique et l’un des groupements hydroxyles de l’ose
Qu’est-ce qui peut être phosphorylé dans le ribose et désoxyribose et nucléotide libre?
Ribose = 2’ 3’ 5’
Désoxyribose = 3’ 5’
Nucléotide libre = 5’
groupement phosphate AMPc?
Même groupement phosphate qui forme 2 liens ester phosphoriques avec 2 hydroxyles d’un même nucléoside (en 3’ et en 5’)
Nucléotides avec plus d’un groupement phosphate?
le 1er : lié à l’ose par un ester phosphorique
les autres : ajouté au premier via des liens anhydrides phosphorique (riche en énergie)
Comment on nomme les nucléotides?
Selon le nucléoside dont il dérive, suivi de la position phosphorylé et du nombre de groupements phosphate.
NMP, NDP, NTP?
N = tous les nucléotides (premiere lettre de la base, d minuscule devant si désoxy-)
Propriétés des nucléotides?
Soluble dans l’eau car plusieurs groupements ioniques et polaires
Absorbe les UV (a cause de la base azotée)
3 roles de l’ATP?
Transfert de groupe phosphoryle, pyrophosphoryle et nucléotidyle
Role s-adénosylméthionine?
Transfert de groupe méthyle
Rôle Uridine diphosphate glucose?
Transfert de groupe glycosyle
Rôle NAD et NADP+
Transfert d’électrons
Rôle FMN et FAD?
Transfert d’électrons
Rôle coenzyme A?
transfert de groupement acyle
Qu’est-ce-ce une réaction enzymatique?
groupement de la coenzyme transféré au substrat
Qu’est-ce qu’une coenzyme?
accepteur ou donneur de protons ou électrons lors des réactions d’oxydoréduction
Qu’est-ce qu’un nucléoside triphosphate?
Source de groupement phosphoryle par les kinase
Qu’est-ce qu’un pyrophosphoryle?
2 groupements phosphate
Qu’est-ce qu’un nucléotidyle?
ose + base + 1 groupement phosphate voir figure
Qu’est-ce que le S-adénosylméthionine?
Dérivé de l’ATP (méthionine + ATP)
Méthylation
Qu’est-ce que l’UDP-glucose?
Glucose-1-P et UTP
Glycosylation
Qu’est-ce que le NAD+ et NADP+?
Dinucléotide, liaison entre un AMP et un nucléoside contenant une base rare, la nicotinamide.
NAD = nicotinamide adénine dinucléotide (2’ pas phosphrorylée)
NADP + = nicotinamide adénine dinucléotide phosphate
Quu’indique le + dans le NAD+ et NADP+?
indique charge locale de la base nicotinamide (centre réactif)
La charge nette de la molécule reste négative
Rôle NAD+ et NADP+?
oxydoréduction,
les formes oxydés accepte un proton sur un nicotinamide
Les formes réduites résultantes = NADH et NADPH
FMN et FAD, signification, rôle, centre réactif, forme oxydée?
FMN = flavine mononucléotide
FAD = flavine adénine dinucléotide
Rôle = oxydoréduction
Centre réactif = 3 anneaux hétérocycliques
Forme oxydée accepte 1 ou 2 protons sur les positions N-1 et N-5 de la flavine
Coenzyme A, quel groupement elle donne?
Formé de quoi?
Centre réactif?
Donne un groupement acyle ( groupement fonctionnel qu’on obtient en enlevant le OH d’un acide carboxylique, comme un acide gras)
Formé de : un nucléotide ( 3’-phosphoadénosine diphosphate), panthoténate, 2-mercaptoéthanolamine
Centre réactif = thiol (-SH) : peut réagir avec un groupement acyle pour former un lien thioester
Comment est la coenzyme A lorsqu’elle porte un groupement acyle?
cosubstrat
Quel est le plus petit groupement acyle?
CH3-C=O, provenant de l’acide acétique ( CH3COOH)
Qu’est-ce que l’acétyl-CoA?
coenzyme lié à un groupement acétyle
Niveau de structure de l’ADN?
Primaire = ordre des nucléotides dans la séquence d'un seul brin Secondaire = Double hélice (2 chaines polypeptidique, car l'ADN est presque toujours dimérique) Tertiaire = surenroulement Quaternaire = interaction entre l'ADN et des protéines
Pourquoi l’ADN long doit être compact?
Pour pouvoir entrer dans la cellule
Pour chaque brin d,ADN, désoxyribonucléotides reliés entre eux par quoi?
liens phosphodiester 3’ - 5’
Comment on lit et écrit ADN?
toujours 5’ (phosphate) vers 3’ (OH)
Plusieurs façon 5’-pTpGpCpA-3’ , pTpGpCpA, 5’-TGCA-3’ , TGCA
Qu’est-ce qu’il y a eu en 1950?
Course pour résoudre la structure de l’ADN. Watson et Crick (prix nobel méd en 1962) et contribution de Rosalind Francklin (auteur du cliché de diffraction des rayons X)
Comment sont associés les bases azotées?
à l’intérieur de la double hélice aux bases azotés d’une autre chaîne
Sillon?
Sur la double hélice d’ADN, possède un petit et grand sillon à sa surface. Le sillon majeur permet aux enzymes impliqués dans la réplication ou la transcription dans la double hélice d’accéder à l’intérieur
Règles de Chargaff?
A/T=1
C/G=1
Purine/Pyrimidine = 1
Comment est l’ADN à l’extérieur?
squelette sucre-phosphate = hydrophyle (ADN soluble dans l’eau)
Comment est l’ADN à l’Intérieur?
hydrophobe
structure plane (empilés à l’intérieur de la double hélice)
Plan parralèles les un par rapport aux autres, mais perpendiculaires p/r au grand axe de l’axe de l’hélice
Double hélice formés de 2 brins, sens?
Antiparallèle (5’-P d’un brin se lie avec 3’-OH de l’autre)
Complémentaires
3 conformations de l’ADN?
ADN-B, modèle Watson crick, hélice droite, on la retrouve à un taux d’humidité élevée, + fréquente)
ADN-A, + compacte, hélice droite, taux d’humidité faible, hybrides ADN/ARN qui se forme lors de la transcription
ADN-Z, + allongée, hélice gauche, très faible taux d’humidité, région présentant une alternance de purine et de pyrimidine, favorise les interactions des bases avec des protéines régulatrices
Par quoi est stabilisé la double hélice d’ADN?
Interactions hydrophobes (entre les bases regroupées à l'intérieur ) Force de Van der Walls (causées`par l'empilement des bases, planes, intérieur inaccessible à l'eau, maximales) Liaison hydrogène (entre les bases apparié, et entre les sucres phosphate et le milieu aqueux = solubilité ADN) Interactions ioniques entre les phosphate et les cations (Mg2+)
