Nucléotides et acides nucléiques Flashcards
Quelles sont les deux types d’acides nucléiques ?
Les acides ribonucléiques (ARN)
l’acide désoxyribonucléique (ADN)
Rôle des acides nucléiques ?
Ils stockent et transmettent l’information génétique
ADN
matériel génétique, support de l’hérédité
Chromosome
principalement ADN et protéines
Combien d’acides aminés différents avons-nous ?
20 acides aminés différents
Combien de nucléotides différents dans l’ADN ?
4 nucléotides différents
Transformation (expérience de Griffith)
transfert de matériel génétique d’une cellule à une autre, modifiant ainsi son génotype et son phénotype
CCL de l’expérience de Avery, McLeod et McCarty
le matériel responsable de la transformation est vraisemblablement l’ADN d’autant que ce matériel «déprotéiné»
Bactériophages T2
virus à ADN qui infectent des bactéries
Les phages
constitués d’ADN entouré d’une capside (protéines)
Rôle de l’ADN d’un virus dans l’infection d’une cellule par le bactériophage T2 ?
Lors de l’infection virale, seul l’ADN pénètre dans les cellules infectées.
Cet ADN est capable de reprogrammer les cellules à faire de nouvelles particules virales
Les acides nucléiques sont des polymères de nucléotides utilisés pour ?
stockage des informations génétiques (ADN)
transmission d’informations génétiques (ARNm)
traitement de l’information génétique (ribozymes)
synthèse des protéines (ARNt et ARNr)
régulation de l’expression génique (longs ARNnc-miARN)
Les nucléotides sont également utilisés sous forme de monomères pour les fonctions cellulaires.
Lesquelles ?
énergie pour le métabolisme (ATP)
synthèse de coenzymes (NAD+)
transduction du signal (AMPc)
Constitution d’un nucléotide ?
base azotée
pentose/sucre
phosphate
Constitution d’un nucléoside ?
base
pentose
Quelle est la différence entre un désoxyribonucléotide et un ribonucléotide ?
In deoxyribonucleotides the —OH group on the 2’ carbon of the ribonucleotide (in red) is replaced with H.
Purines
Molécules azotées hétérocycliques constituées d’un cyclepyrimidinefusionné à un cycleimidazole.
Charge du groupement phosphate à pH neutre ?
Chargé négativement à pH neutre
Ou est attaché le groupement phosphate sur le pentose ?
Généralement attaché en position 5’
Comment sont construits les acides nucléiques ?
Les acides nucléiques sont construits en utilisant la version 5’-triphosphates du nucléotide.
ATP
Il s’agit d’une molécule essentielle dans le transfert d’énergie cellulaire.
L’ATP stocke et transporte l’énergie nécessaire aux processus cellulaires, en libérant de l’énergie lorsqu’une liaison chimique spécifique est rompue.
GTP; nom complet
Guanosine triphosphate
TTP; nom complet
Le pyrophosphate de thiamine
CTP; nom complet
La cytidine triphosphate
Définition de GTP
C’est une molécule similaire à l’ATP (adénosine triphosphate) et joue un rôle crucial dans les processus cellulaires en tant que source d’énergie, notamment dans les réactions liées à la synthèse des protéines et à la signalisation cellulaire.
Définition de TTP
Le pyrophosphate de thiamine est une forme active de la vitamine B1, également connue sous le nom de thiamine.
Il joue un rôle important dans le métabolisme des glucides en tant que cofacteur enzymatique.
Définition courte de CTP
Il s’agit d’un nucléotide, composant essentiel des acides nucléiques tels que l’ADN et l’ARN, contenant la base azotée cytosine.
CTP est utilisé dans la synthèse des acides nucléiques pendant la réplication cellulaire et la transcription.
Deux des trois phosphates utilisés pour la construction d’acides nucléiques forment un groupe partant.
Lequel ?
pyrophosphate-PPi
Adenosine 29-monophosphate, 39-monophosphate, and 29,39-cyclic monophosphate.
How are they formed ?
formed by enzymatic and alkaline hydrolysis of RNA.
Forme des pentoses dans l’ARN
Bêta-D-ribofuranose
Forme des pentoses dans l’ADN
Bêta-2’-deoxy-D-ribofuranose
Caractéristique principale des bases azotées ?
Dérivées de la pyrimidine ou de la purine
Molécules : hétéro-aromatiques
Structures planes
Absorbent dans l’UV : 250–270 nm
Quelles sont les bases azotées qui se trouvent à la fois dans l’ADN et l’ARN ?
La cytosine, l’adénine et la guanine
Quelle est la base azotée qui se trouve uniquement dans l’ADN?
La thymine
Quelle base azotée se trouve uniquement dans l’ARN ?
Uracile
Comment sont les bases azotées dans un pH à 7 ?
Molécules neutres à pH 7
Caractéristique acido-basique des bases azotées
Tous sont de bons donneurs et accepteurs de H.
Le nom de l’adénine si nucléoside de l’ARN ?
Adénosine
Le nom de l’adénine si nucléotide de l’ARN ?
Adénylate
Le nom de l’adénine si nucléoside de l’ADN ?
Deoxyadénosine
Le nom de l’adénine si nucléotide de l’ADN ?
Deoxyadenylate
Nom de la guanine si nucléoside de l’ARN ?
Guanosine
Nom de la guanine si nucléotride de l’ARN ?
Guanylate
Nom de la guanine si nucleoside de l’ADN ?
Deoxyguanosine
Nom de la guanine si nucléotide de l’ADN ?
Deoxyguanylate
Nom de la cytosine si nucléoside de l’ARN ?
Cytidine
Nom de la cytosine si nucléotide de l’ARN ?
Cytidylate
Nom de la cytosine si nucléoside de l’ARN ?
Deoxycytidine
Nom de la cytosine si nucléotide de l’ARN?
Deoxycytidylate
Nom de la thymine si nucleoside de l’ADN ?
Thymidine ou deoxythymidine
Nom de la thymine si nucléotide de l’ADN ?
Thymidylate ou deoxythymidylate
Nom de l’uracile si nucléoside dans ARN ?
Uridine
Nom de l’uracile si nucléotide de l’ARN ?
Uridylate
Dans les nucléotides, comment est attaché le cycle pentose à la base azotée ?
par une liaison b N-glycosidique
Avec quelle carbone se forme la liaison bêta ?
La liaison est formée avec le carbone anomérique du sucre en configuration bêta.
Avec quel azote se fait la liaison beta N-glycosidique dans les pyrimidines ?
le N1 dans les pyrimidines
Avec quel azote se fait la liaison beta N-glycosidique dans les purines ?
N9 dans les purines
Caractéristique la liaison b N-glycosidique.
stable vis-à-vis de l’hydrolyse, en particulier dans les pyrimidines
Le clivage de la liaison est catalysé par ?
l’acide
Quelle type de rotation se fait autour de la liaison N-glycosidique ?
Angle 0° correspond à la syn conformation.
Angle 180° correspond à l’ anti conformation.
Quelle type de rotation se fait dans l’ADN ?
Anti-conformation is found in normal DNA.
Pour les bases de purine dans les nucléotides, seules deux conformations par rapport aux unités de ribose attachées sont stérilisées.
Lesquelles ?
anti ou syn
Quelle conformation pour les pyrimidines ?
l’anti conformation
Absorbance dans les UV (250–270 nm) est due à quoi ?
à la transition électronique pi-> pi*
Que deviennent les états excités des nucléobases ?
Les états excités des nucléobases se désintègrent rapidement par des transitions sans rayonnement.
Lestransitions électroniques moléculaires
Ellesse produisent lorsque lesélectrons de valencesont excités à partir d’unniveau d’énergievers un niveau plus élevé
Que fournit l’écart d’énergie associé à cette transformation?
fournit de l’information sur la structure de la molécule et est à l’origine de nombreuses propriétés moléculaires (comme lacouleur).
Que nous donne la loi de Planck ?
La relation entre le niveau d’énergie impliqué dans la transition électronique et lafréquencede radiation est donné par laloi de Planck.
De même, le passage d’un électron d’une orbitaleliante πà uneorbitale antilianteπ*est notécomment ?
pi->pi*
Quand se fait la méthylation ?
La modification se fait après la synthèse de l’ADN.
5-méthylcytosine est courante chez quelle type de cellules ?
chez les eucaryotes mais se trouve également chez les bactéries
La N6-méthyladénosine est courante chez quelle type de cellules?
les bactéries mais ne se trouve pas chez les eucaryotes
Marqueur épigénétique chez procaryotes
moyen de marquer son propre ADN afin que les cellules puissent dégrader l’ADN étranger (procaryotes)
Marqueur épigéntique chez eucaryotes ?
moyen de marquer quels gènes doivent être actifs (eucaryotes)
Inosine
Se trouve parfois dans la «position oscillante» de l’anticodon dans l’ARNt.
Comment est formée l’inosine ?
désaminant l’adénosine
Que permet l’inosine au niveau du code génétique ?
fournit un code génétique plus riche
La pseudouridine
largement présente dans l’ARNt et l’ARNr.
Synthétisée à partir d’uridine par isomérisation enzymatique après synthèse d’ARN
Rôle de la pseudouridine ?
peut stabiliser la structure de l’ARNt
peut aider au repliement de l’ARNr
dans un ARNm-peu inflammatoire
Polynucléotides
liaisons covalentes sont formées par des liaisons phosphodiester
Charge du squelette des polynucléotides?
squelette chargé négativement
Le squelette de l’ADN est stable ou instable ?
Stable
Quelles enzymes accélèrent l’hydrolyse des polynucléotides ?
ADNases
Les polynucléotides sont linéaires ou ramifiées ?
Polymères linéaires
Pas de ramification ou de liens croisés
Directionnalité des polynucléotides
L’extrémité 5 ‘est différente de l’extrémité 3’.
Nous lisons la séquence de 5 ’à 3’.
La plupart des macromolécules sont des polymères synthétisés à partir de ?
monomères
Polymère
une molécule constituée d’un grand nombre d’unités structurales identiques, appelées monomères, rattachées par des liaisons covalentes.
La réaction de condensation
s’accompagne de l’élimination d’une molécule d’eau.
La réaction inverse (dépolymérisation) est assurée par ?
réaction d’hydrolyse
Qu’est-ce qui permettra formation d’une nouvelle liaison ?
Perte d’une molécule d’eau
L’hydrolyse signifie ?
Ajout d’une molécule d’eau.
Elle brise la liaison entre deux monomères
les unités de construction des acides nucléiques (polymères) sont ?
Ribonucléotides et désoxyribonucléotides
Quelles bases azotées sont des purines ?
Adénine
Guanine
Quelles bases azotées sont des pyrimidines ?
Cytosine, thymine, uracile
Quelle est la différence au niveau du C2 entre ADN et ARN ?
OH dans ARN et H dans AFN
Les acides nucléiques : des polymères de ?
nucléotides
Composition d’un nucléotide ?
1) Sucre à 5 C (pentose)
Ribose : ARN
Désoxyribose : ADN
2) Un groupe phosphate (-PO4)
3) Une base organique azotée
Comment est formé l’acide nucléique ?
un groupement phosphate d’un nucléotide réagit avec un groupement hydroxyle d’un autre nucléotide pour former une liaison phosphodiester
Dans quel condition l’ARN est instable ?
Alcalines
L’hydrolyse est catalysées par quels enzymes ?
RNases
RNase P
un ribozyme (enzyme à base d’ARN) qui participe à la formation des précurseurs d’ARNt.
Dicer
une enzyme qui clive l’ARN double brin en oligonucléotides doubles brins.
Rôle de Dicer
Protection contre les génomes viraux
Approche d’interférence ARN
Hydrolysis of RNA under alkaline conditions.
The 29 hydroxyl acts as a nucleophile in an intramolecular displacement. The 29,39-cyclic monophosphate derivative is further hydrolyzed to a mixture of 29- and 39-monophosphates. DNA, which lacks 29 hydroxyls, is stable under similar conditions.
Phosphodiester linkages in the covalent backbone of DNA and RNA.
The phosphodiester bondslink successive nucleotide units.
The backbone of alternating pentose and phosphate groups in both types of nucleic acid is highly polar.
The 59 and 39 ends of the macromolecule may be free or may have an attached phosphoryl group.
Que renferme la double hélice d’ADN ?
Code génétique
Composition de la molécule d’ADN ?
La molécule d’ADN est composée de deux chaînes de nucléotides enroulées en double hélice
Qui a découvert la structure de la molécule d’ADN ?
structure découverte par Watson et Crick en 1953.
Comment s’enroule les deux chaines d’ADN ?
Les deux chaînes s’enroulent dans des directions opposées -> anti-parallèles.
Les bases dans l’ADN ?
Dans la double hélice, les bases se font face et s’apparient 2 à 2 par des liaisons hydrogène (toujours A avec T et C avec G : bases complémentaires).
Comment sont les séquences sur les deux brins ?
Comme les deux chaînes sont anti-parallèles, les séquences sur les deux brins sont complémentaires.
Que permet la complémentarité des séquences ?
La complémentarité permet la réplication exacte de la séquence de l’ADN.
Extérieur de l’ADN
les squelettes phosphate-désoxyribose sont à l’extérieur
Intérieur de l’ADN
les bases pointent vers l’intérieur et s’apparient 2 à 2 en respectant la complémentarité A-T et G-C.
Comment se lient deux bases ?
Deux bases peuvent se lier à l’hydrogène pour former une paire de bases.
Quelles sont les paires de bases qui prédominent dans l’ADN ?
Les paires de bases Watson-Crick prédominent dans l’ADN double brin
Les paires de bases Watson-Crick
A s’apparie à T.
C s’apparie à G
La purine s’associe à la pyrimidine.
Différence entre les monomères et polynucléotides ?
Pour les monomères, un grand nombre de paires de bases est possible.
Dans le polynucléotide, seules quelques possibilités existent.
Combien de liaison H entre AT et entre GC ?
Entre AT: 2
Entre GC: 3
Qu’a fait Miescher ?
Friedrich Miescher isole la «nucléine» des noyaux cellulaires
Que nous apporte l’hydrolyse de la nucléine ?
phosphate
pentose
une base azotée
Analyse chimique de la nucléine ?
liaisons phosphodiester
le pentose est le ribofuranoside
Nucléobases
Une nucléobase est une molécule organique qui constitue la partie fondamentale d’un nucléotide, l’unité de base des acides nucléiques tels que l’ADN et l’ARN.
Ces nucléobases forment la séquence d’information génétique le long des brins d’ADN et d’ARN.
Nucléine
Le terme “nucléine” est un ancien terme utilisé pour décrire les acides nucléiques, qui sont des macromolécules biologiques essentielles
Que signifie la croix de l’image cristallographique de Rosalind ?
«Croix» signifie hélice
Que signifie les “diamants” sur l’image cristallographique de Rosalind?
«Diamants» signifie
que le phosphate épine dorsale et que le sucre est en dehors
Quand est-ce que Watson, Crick et Wilkins ont obtenu le prix Nobel ?
1962
Loi de Chargaff
A=T et G=C
donc toujours autant de Purines (A et G) que de Pyrimidines (C et T)
Diffraction par RX de Franklins
Obtention de la forme hélicoïdale permettant de calculer les dimensions de la molécule
Caractéristiques principales des deux chaines d’ADN ?
Deux chaînes diffèrent dans l’ordre(la séquence est lue de 5 ’à 3’).
Deux chaînes sont complémentaires.
Deux chaînes fonctionnent de manière antiparallèle.
Quels sont les trois modèles envisagés dans la réplication de l’ADN ?
- Modèle conservateur
- Modèle semi-conservateur
- Modèle dispersif
Modèle conservateur
La double hélice parentale reste inchangée: une deuxième copie entièrement nouvelle est créée
Modèle semi-conservateur
Les deux brins de la molécule parentale se séparent et chacun d’eux se séparent sert de matrice pour la synthèse d’un brin matrice
Modèle dispersif
Chacun des brins des deux molécules filles est un mélange de segments anciens et de segments nouvellement synthétisés.
Comment débute la réplication de l’ADN?
La séparation des brins se produit en premier
Que font les deux brins ?
Chaque brin sert de modèle pour la synthèse d’un nouveau brin
Quelles enzymes catalysent cette synthèse?
ADN polymérases.
Résultat de la réplication de l’ADN ?
Une molécule d’ADN nouvellement fabriquée a un brin fille et un brin parent.
De quoi a-t-on besoin pour la réplication de l’ADN ?
La réplication de l’ADN requiert un modèle, des nucléotides et une ADN polymérase
Comment est synthétisé l’ARNm ?
Est synthétisé à l’aide d’un modèle d’ADN et se présente généralement sous la forme d’un seul brin : monocaténaire
Que contient l’ARNm à la place du désoxyribose et de la thymine ?
Contient du ribose au lieu du désoxyribose
Contient de l’uracile au lieu de la thymine
Un ARNm code pour ?
Un ARNm peut coder pour plus d’une protéine
Que transfère l’ARNm ?
Avec l’ARN de transfert (ARNt), l’ARNm transfère les informations génétiques de l’ADN aux protéines
Gène monocistronique
Les gènes monocistroniques sont des gènes qui ne codent qu’une seule protéine ou un seul produit fonctionnel.
produire une seule protéine ou un seul ARN fonctionnel
Gène polycistronique
peuvent coder plusieurs produits fonctionnels à partir d’une seule unité de transcription
Palindromes
mots ou phrases identiques lorsqu’ils sont lus dans les deux sens.
Palindromes sequences
Palindromes are sequences of double-stranded nucleic acids with twofold symmetry
How to superimpose one repeat of a palindrome sequence ?
it must be rotated 180˚ about the horizontal axis then 180˚ about the vertical axis
Mirror repeat
has a symmetric sequence within each strand
How to superimpose one repeat on the other in a mirror repeat ?
requires only a single 180˚ rotation about the vertical axis
Hairpin
Palindromic DNA (or RNA) sequences can form alternative structures with intrastrand base pairing.
When only a single DNA (or RNA) strand is involved, the structure is called a hairpin.
G=U base pairs are allowed only when ?
only when presynthesized strands of RNA fold up or anneal with each othe.
There are no RNA polymerases that insert a U opposite a template G, or vice versa, during RNA synthesis.
RNA polymerases
the enzymes that synthesize RNAs on a DNA template
Quelles liaisons sont atteintes lors de la dénaturation de l’ADN ?
Les liaisons hydrogène sont rompues.
Que se passe-t-il quand les hydrogènes sont rompues ?
Deux brins se séparent.
L’empilement de bases est perdu
L’absorbance UV augmente.
Cause de la dénaturation ?
une température élevée ou un changement de pH
Qu’arrive-t-il à l’ADN lorsqu’il dans des températures normales ?
L’ADN existe sous forme de “double hélice” à des températures normales
Qu’arrive-t-il à l’ADN lorsqu’il est dans des températures élevées?
Deux brins d’ADN se dissocient à des températures élevées.
Lorsqu’une température élevée s’abaisse, qu’arrive-t-il aux brins d’ADN dissociés ?
Deux brins se réapparient lorsque la température est abaissée.
Quelle est la base de la réaction en chaine par polymérise (PCR) ?
La dénaturation thermique réversible et le réappariement forment la base de la réaction en chaîne par la polymérase (PCR).
Définition de spectrophotométrie
technique d’analyse permettant de mesurer l’absorption ou la transmission de la lumière par une substance en fonction de sa longueur d’onde.
Rôle de la spectrophotométrie dans l’ADN ?
Elle est largement utilisée en chimie et en biochimie pour quantifier la concentration de composés chimiques dans une solution.
PCR
Méthode de biologie moléculaire d’amplification génique in vitro, qui permet de dupliquer en grand nombre
the melting point
The temperature at the midpoint of the transition (tm)
De quoi dépend la tm ?
du pH, de la force ionique, de la taille du fragment d’ADN et de la composition en bases de l’ADN.
Facteurs Affectant la Dénaturation de l’ADN
Le point médian de fusion (Tm) dépend de la composition de la base.
Tm dépend du pH et de la force ionique.
Tm dépend de la longueur de l’ADN.
Qui se dissocie à faible température, les régions riches en AT ou ceux en GC ?
Les régions riches en AT se dissocient à une temperature plus basse que les regions riches en GC.
Caractéristique de la désamination
réactions très lentes
grand nombre de résidus
effet net significatif
Désamination
processus chimique ou enzymatique au cours duquel un groupe amine est retiré d’une molécule, généralement d’un acide aminé ou d’un composé contenant un groupe amine.
Combien de cytosines sont converties en uracile lors de la désamination ?
100 C sont converties en U événements / jour dans une cellule de mammifère.
Dépurination.
processus chimique dans lequel une base azotée est retirée d’une molécule d’acide nucléique, telle que l’ADN ou l’ARN. Cela résulte de l’hydrolyse de la liaison N-glycosidique entre la base azotée et le reste de la molécule, conduisant à une modification de la séquence nucléotidique.
Combien de purines sont perdues/ jour dans une cellule mammifère ?
10000 purines perdues / jour dans une cellule de mammifère
exemple de dommage oxydatif
hydroxylation de la guanine
Qui est plus sensible aux dommages oxydatifs dans la cellule ?
l’ADN mitochondrial est le plus sensible
exemple d’alkylation chimique
méthylation de la guanine
Agents alkylants
Les alkylants sont des anticancéreux très utilisés en chimiothérapie.
Ils agissent par la formation de liaisons covalentes avec l’ADN, entravant ainsi les processus de réplication et de transcription, et entraînant la mort cellulaire
Que fait la lumière UV sur les pyrimidines ?
La lumière UV induit une dimérisation des pyrimidines; cela peut être le principal mécanisme des cancers cutanés.
Que font les rayonnements ionisants sur l’ADN ?
provoquent l’ouverture des cycles et la rupture des brins.
L’accumulation de mutations est liée à quoi ?
vieillissement et à la carcinogenèse
Carcinogenèse
processus de développement et de formation de cellules cancéreuses à partir de cellules normales.
Qu’induit la formation de la formation d’un dimère de cyclobutane ?
une courbure ou un pli dans l’ADN
Fonction des nucléotides
-coenzymes (NMN/NAD)
-signalisation et régulation (AMPc / GMPc)
-molécule énergétique (ATP / GTP)
- source énergétique
La coenzyme A (CoA) impliquée et nécessaire dans ?
dans les réactions de transfert de groupes «acyle»
Comment est-ce que le groupe acyle est attaché au CoA ?
Le groupe acyle (tel que le groupe acétyle ou acéto-acétyle) est attaché au CoA par une liaison thioester au fragment ß-mercaptoéthylamine
Rôle de NAD+ ?
participe aux transferts d’hydrures
FAD
forme active de la vitamine B2 (riboflavine), dans les transferts d’électrons.
