L'adn

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Les acides désoxyribonucléiques
A.D.N.

Structure primaire

1. Caractéristique de composition

➢ Ose = 2’désoxyribofuranose
➢ Bases = majeures : Adénine, Guanine, Thymine et Cytosine = désoxyribonucléotides
Mineures : dérivés méthylés de A et C

2. Polymérisation nucléotidique
Les nucléotides s’associent par des liaisons 3’-5’ phosphodiester pourformer des chaînes polynucléotidiques
Représentations

Conséquences de la polymérisation :
• La chaîne est vectorisée : le sens conventionnel est 5’ 3’ adoptée pour l’écriture et la lecture des polynucléotides (de gauche à droite)
• le squelette ose-phosphate porte des bases fixées selon une séquence spécifique de l’espèce moléculaire

3. Taille des ADN
Exprimée soit par :• La longueur
• La masse moléculaire en Dalton
• Le nombre de paire de bases (pb) (car une molécule d’ADN = association de couple de bases)

Rq : 1 pb = 660 Da ; 2.106 Da # 3000 pb # 1 µm

Cette taille est très variable de 5000 à plus de 100 millions de pb

Exemples : virus : phage λ : 48 kb soit 32.106 Da soit 17 µm
bactérie : E.coli : 4000 kb soit 2600.106 Da soit1,36 mm

1. Structure secondaire des ADN

Certaines observations suggèrent que la structure de l’ADN ne correspond pas simplement à une chaîne polynucléotidique mais à une structure plus complexe :

1. Les différentes observations

1. La règle de Chargaff
Du nom de la personne qui a remarqué (dans les années 1940) que :
• Quelque soit l’espèce d’origine, l’ADN contienttoujours autant de purine que de pyrimidine soit :
(A + G) = (C + T) ou (A+G) / (C+T) = 1

• De plus, il y a autant de thymine que d’adénine A/T = 1
autant de guanine que de cytosine G/C = 1

Composition en bases de différents ADN

Par contre, le rapport (A+T)/(C+G) varie beaucoup : il est caractéristique de l’espèce. Ce coefficient est appelé coefficient de Chargaff2. Etude de la diffraction des rayons X

Les résultats de ces expériences suggèrent une structure hélicoïdale de la molécule.

3. Autres expériences
Ex: Courbe de fusion : elles montrent que les chaînes polynucléotidiques sont maintenues par des liaisons H.

2. Modèle de Watson et Crick (Proposé en 1953.)
Représentation de la double hélice d’ADN

❖ La moléculed’ADN est formée de 2 chaînes polydésoxyribonucléotidiques appelés brins enroulés pour former une double hélice qui s’enroule vers la droite (dextrogyre)

❖ Les bases sont projetés vers le centre de l’hélice : les plans formés par les atomes de ces bases sont
o parallèles les uns aux autres (plans face à face)
o perpendiculaires à l’axe de la double hélice
odistants entre eux de 0,34 nm

❖ Les bases s’apparient par 2 (chacune appartenant à une chaîne) pour former des paires de bases. Elles sont liées l’une à l’autre par des liaisons H.

❖ Les 2 chaînes sont antiparallèles : orientées en sens inverse

❖ le pas de l’hélice = distance pour un tour de spire = 3,4 nm
Il y a donc 10 paires de base en moyenne par tour de spire.

❖ Lediamètre de l’hélice et de 2 nm

❖ Le squelette central est hydrophobe; l'extérieur est hydrophile

3. Liaisons hydrogènes du modèle

L’appariement des bases par 2 s’effectue toujours entre :
▪ L’adénine et la thymine par 2 liaisons H
▪ La cytosine et la guanine par 3 liaisons H

1. Caractéristiques géométriques de ces appariements
Théoriquement, ces 2 appariements nesont pas les seuls possibles. Leur seule existence dans la molécule d’ADN s’explique par plusieurs caractéristiques géométriques :

Appariement des paires de bases

➢ La distance séparant les 2 liaisons N-glycosidiques est presque identique (1,08 nm et 1,11 nm)
➢ L’angle formé par l’axe de liaison N-glycosidique et la ligne passant par les C1’ des riboses est constant (# 55°)
➢ La...
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