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 La composition des nucléotides et leur assemblage pour former l’ADN et l’ARN

Annexe au chapitre biotechnologies de prospectic-2008

 

Mots-clés : ,

Les nucléotides sont composés de :

  • une molécule de sucre constituée principalement de cinq atomes de carbone qui peuvent apparaître sous deux formes : Ribose ou Désoxyribose (dans le dernier, un des groupes oxygène-hydrogène est remplacé par un  simple atome d’hydrogène). Suivant le type de sucre on obtient un acide ribonucléique (ARN) ou un acide désoxyribonucléique (ADN). La présence ou l’absence de cet oxygène a des effets importants sur la structure et la réactivité des deux types d’acide nucléique.
  • un groupe phosphate qui est utilisé pour assembler les nucléotides entre eux.
  • une liaison qui relie le groupement phosphate d’un nucléotide au sucre d’un autre nucléotide.
  • une base constituée du résidu d’un composé riche en azote et qui permet de distinguer les différents types de nucléotide.

L’assemblage des acides aminés se fait donc par une ossature alternant les sucres et les groupes phosphates. Les molécules d’ADN sont en général beaucoup plus longues que celles d’ARN qui restent limitées au plus à quelques milliers de nucléotides. L’ADN, en comparaison, est constitué de millions de résidus de nucléotides pour une simple cellule procaryote et de 250 millions de résidus de nucléotides pour chacune des deux chaînes qui constituent l’ADN du chromosome 1 de l’homme (le plus long). On parle de 250 Mb (Megabases).

Certaines bases ne s’assemblent pas avec la base complémentaire (on dit qu’elles sont « non appareillées »). Ces parties non appairées alternent avec des sections où l’association des bases permette de constituer des parties en doubles hélices. Il peut également se produire des boucles « en épingle à cheveu » qui permettent à la chaîne ARN de se rabattre pour s’appairer avec elle-même.

Tout comme celle des protéines, la chaîne de nucléotides a une direction, le phosphate (dit libre) porté par le carbone du premier nucléotide n’a pas crée de liaison phosphodiester (cette liaison existe entre le Phosphate du carbone 5’ du desoxyribose et le OH- du carbone 3’ du nucléotide suivant). Cette position particulière s’appelle, le nucléotide 5’-P (ou 5’ phosphate). Tout à l’opposé de la chaîne, se trouve le dernier nucléotide qui lui n’a pas associé la fonction hydroxyle (-OH) porté par le carbone du desoxyribose. La position du dernier nucléotide est appelée 3’-OH .

Les liaisons phosphodiesters qui relient les nucléotides entre eux ont une charge négative, ce qui rend très simple la séparation des acides nucléiques en nucléotides  par électrophorèse (déplacement des ions dans un champ électrique). Cette particularité est utilisée en biotechnologie pour étudier la composition d’un acide aminé.

Le livre Prospectic, nouvelles technologies, nouvelles pensées (FYP éditions 2008)


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