L’ADN, UN ACIDE NUCLÉIQUE Évolution et Diversité du Vivant (101-NYA-05) Cours 2 (Sixième partie) L’ADN, UN ACIDE NUCLÉIQUE ADN Bernadette Féry Hiver 2007

L’ADN est un polymère formé de deux chaînes de nucléotides d’ADN (acide désoxyribonucléique) Le nucléotide est formé d’un sucre, d’un phosphate et d’une base azotée. L’ADN est une molécules acide L’ADN est situé dans le noyau des cellules eucaryotes et dans la zone nucléoïde des cellules procaryotes L’ADN est formé de 2 chaînes de nucléotides d’ADN enroulées en une double hélice Les 2 chaînes de l’ADN sont antiparallèles Les liens chimiques entre les nucléotides sont des liaisons phosphodiester Notre ADN nous est transmis par les cellules sexuelles : spermatozoïde paternel et ovule maternel Avant d’être incorporés dans l’ADN, les nucléotides sont des nucléosides triphosphates Lors de la synthèse de l’ADN, chaque brin d’ADN se déroule et se sépare en deux puis, chaque moitié est recopiée grâce à des nucléosides triphosphates complémentaires d’ADN. (A = T et G = C) La synthèse de l’ADN se fait avant la division cellulaire en vue de transmettre une copie des gènes à chaque cellule fille Les rôles généraux de l’ADN

B P S CH2 O Nucléotide OH 2’ 3’ 4’ 5’ 1’ 1. L’ADN est un polymère formé de deux chaînes de nucléotides d’ADN (acide désoxyribonucléique) L’ADN est un polynucléotide Nucléotide (4) sortes de nucléotides d’ADN car (4) types de bases azotées 2. Le nucléotide est formé d’un sucre, d’un phosphate et d’une base azotée O CH2 B S OH Un groupement phosphate Une base azotée Adénine — A ou Thymine — T ou Guanine — G ou Cytosine — C ou Un sucre à 5 C : un pentose Désoxyribose — D P 2’ 3’ 4’ 5’ 1’

Bases azotées de l’ADN Désoxyribose (sucre de l’ADN) Petites bases à un cycle carboné Bases azotées de l’ADN Campbell (2eéd. Fr.) — Figure 5.29 : 86 Grosses bases à deux cycles carbonés

-O— P — O H+ H+ O   CH2 O- ADN 3. L’ADN est une molécule acide car les groupements phosphate des nucléotides libèrent des protons H+ dans la solution O  -O— P — O  O- CH2 H+ H+ 4. L’ADN est situé dans le noyau des cellules eucaryotes et dans la zone nucléoïde des cellules procaryotes ADN Noyau Cellule eucaryote Zone nucléoïde Campbell (2eéd.) — Figure 7.4 : 115 Cellule procaryote «une bactérie»

L’enroulement de l’ADN est causé par les liaisons hydrogène ! 5. L’ADN est formé de (2) chaînes de nucléotides d’ADN enroulées en une double hélice (règles de complémentarité des bases : A = T et G = C) Lien hydrogène Un nucléotide Campbell (2eéd.) — Figure 16.5 : 314 L’enroulement de l’ADN est causé par les liaisons hydrogène !

Campbell (2eéd.) — Figure 16.6 : 315 Les règles de complémentarité des bases découlent de la structure physique de ces bases.

6. Les (2) chaînes de l’ADN sont antiparallèles (tête à queue) L’extrémité 5’ d’une chaîne correspond au bout phosphate 5’ OH L’extrémité 3’ d’une chaîne correspond au bout hydroxyle 3’ 5’ 2’ 3’ 1’ 1’ 4’ 4’ 3’ 2’ 5’ OH Campbell (2eéd. Fra.) — Figure 16.5 : 314 OH

7. Les liens chimiques entre les nucléotides sont des liaisons phosphodiester (lien entre le phosphate d’un nucléotide et le sucre du nucléotide voisin) Combien voyez-vous de liaisons phosphodiester dans la molécule d’ADN ? 6

8. Notre ADN nous est transmis par les cellules sexuelles : spermato-zoïde paternel et ovule maternel Ovule 23 Combien a-t-il de chromosomes ? 23 46 Spermatozoïde 9. Avant d’être incorporés dans l’ADN, les nucléotides sont des nucléosides triphosphates Nucléoside monophosphate ou NUCLÉOTIDE Nucléoside Nucléoside diphosphate Nucléoside triphosphate

Réplication (ADN en ADN) Pour fabriquer l’ADN il faut le dérouler et le séparer en deux brins puis, recopier chaque moitié à l’aide de nucléosides triphosphates d’ADN complémentaires Réplication (ADN en ADN) Un nucléoside tri-P d’ADN s'approche de l'extrémité 3' du brin ADN en formation. Un enzyme (ADN POLYMÉRASE) hydrolyse la liaison qui retient les (2 derniers phosphates du nucléoside ; ceci libère de l’énergie et le pyrophosphate. L'énergie est récupérée par l’enzyme pour former la liaison phosphodiester. L'ADN s'allonge dans le sens 5' vers 3’. 5’ 3’ L’ADN se déroule et se sépare Les nucléotides complémentaires s’associent aux nucléotides préexistants. Une animation

À titre consultatif L'oxygène de l'extrémité 3'-OH d'un nucléotide pré-existant attaque le phosphore alpha du nucléotide triphophate. C'est ce phosphore alpha qui forme la liaison phosphodiester. Les deux autres phosphates sont expulsés. Détail du lien phosphodiester

11. La synthèse de l’ADN se fait avant la division cellulaire en vue de transmettre une copie des gènes à chaque cellule fille La synthèse de l’ADN se fait durant l’interphase (la période qui précède la division) (46 molécules d’ADN ) (46 molécules doubles) Cellule humaine Centromère Portion de l’ADN qui ne se divise pas durant l’interphase mais qui le fait plus tard, durant la division cellulaire Division cellulaire (46) (46)

12. Les rôles généraux de l’ADN L’ADN est le dépositaire de l’information génétique (l’ADN contient les gènes). L’ADN produit de l’ADN avant que la cellule ne se divise et ce, afin de transmettre les gènes aux cellules filles. L’ADN produit de l’ARN lorsque la cellule a besoin de protéine.

FIN DE LA SIXIÈME PARTIE