Les principaux constituants de la matière vivante/Les constituants organiques/Acides nucléiques

Définition

Les acides nucléiques sont des molécules de l'information génétique. On les trouve essentiellement dans le noyau des cellules. Il existe 2 types d'acides nucléiques fondamentaux :

• Acide désoxyribonucléique (ADN contient du désoxyribose) localisé essentiellement dans le noyau et les mitochondries.
• Acide ribonucléique (ARN contient du ribose) localisé dans le noyau, les ribosomes, le cytoplasme.

ADN et ARN sont des polymères des désoxyribonucléotides (ADN) et de ribonucléotides (ARN)

Nucléotides

Unités de base des acides nucléiques. Molécules complexes (association de plusieurs molécules) constituées de 3 molécules de base : ose (en C5), acide phosphorique, base azotée.

L'ose

Le ribose est un D-aldopentose

Acide phosphorique

Formule brute H3PO4. Présent à la fois au niveau des désoxyribonucléotides et des ribonucléotides.

Bases azotées

On distingue 2 types : les bases puriques (renfermant un noyau de purine) et les bases pyrimidiques (renfermant un noyau de pyrimidine).

• Il existe 2 bases puriques : l'adénine (A) et la guanine (G).
• Il existe 3 bases pyrimidiques : la thymine (T), la cytosine (C), et l'uracile (U).

Les désoxyribonucléotides

Il en existe 4 différents : A, G, C et T

Les ribonucléotides

Il en existe 4 différents : A, G, C et U

L'ADN

L'ADN est un polymère de désoxyribonucléotides contenant les bases A, G, T et C. On s'est aperçu que les rapports A/T=1 → A=T, G/C=1 → G=C et (base purique)/(base pyrimidique)=(A+G)/(T+C)=1 → A+G=T+C, (A+T)/(G+C)1.

Des chercheurs ont ainsi pu mettre en évidence la complémentarité des bases azotées : A est toujours associée à T et G est toujours associée à C.

Du fait de cette complémentarité, la molécule d'ADN est constituée de 2 chaînes de polymères de désoxyribonucléotides → structure bicaténaire.

Dans l'espace, on obtient une double hélice : celle de Watson et Crick (prix Nobel en 1962). L'hélice en spirale est constituée de 10 paires de bases par tour de spire. Chaque paire de bases est séparée par 0,34nm.

L'ARN

Polymères de ribonucléotides (A, G, C, U), voir figure ci-dessus : « écritures simplifiées des nucléotides ». La molécule d'ARN est monocaténaire → formée d'une seule chaîne. On l'écrit par la succession des bases azotées : 5' A-U-G-G-C-C-A-U 3'

Conclusion et application

Quelles que soient les espèces animales ou végétales : A/T et G/C = 1 → toutes les molécules d'ADN sont construites sur le même modèle bicaténaire c'est-à-dire double hélice de Watson et Crick.

En revanche, lorsque l'on calcule (A+T)/(G+C)≠1 et le rapport est différent suivant l'espèce concernée. Il existe donc une variabilité moléculaire selon l'espèce. La molécule d'ADN contient une information codée propre à l'espèce. On parle d'information génétique. C'est-à-dire que quand il y a reproduction, il y a maintien de l'information génétique. Cette transmission s'effectue avec conservation de l'information.

Il existe donc un système permettant de copier l'information sans la détériorer. Ce mécanisme s'appelle la réplication de l'ADN. Cette information génétique code des molécules jouant un rôle structural et fonctionnel ; autrement dit, la synthèse des protéines.

La molécule d'ADN est protégée au sein du noyau. Dans celui-ci, elle existe sous deux formes : la forme diffuse (ou dispersée = la chromatine), la forme condensée (= les chromosomes).

Formule chromosomique : 2n=46 chromosomes, soit 22 paires de chromosomes homologues (autosomes) et 1 paire de chromosomes sexuels.