Biologie moléculaire en 30 fiches

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30 fiches de 4 à 8 pages couvrant l'ensemble des notions utiles à un étudiant des deux premières années d'études supérieures (L1/L2, PCEM1, PH1). Chaque fiche comprend un rappel de cours suivi d'une ou deux applications dont la résolution détaillée est appuyée par des conseils méthodologiques.

Publié le : mercredi 16 septembre 2009
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EAN13 : 9782100541942
Nombre de pages : 160
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Constituants
1 FICHE
Les organismes vivants possèdent deux types dacides nucléiques :  LADN(AcideDésoxyriboNucléique).  LARN(AcideRiboNucléique). Ces acides nucléiques sont principalement constitués de bases associées à un sucre.
I Bases Chaque acide nucléique contient quatre bases. Trois dentre elles (adénine, cytosine et guanine) sont communes à lADN et lARN, la quatrième diffère. On trouve la thymine dans lADN et luracile dans lARN. La différence entre ces deux bases porte uniquement sur le carbone n°5 (avec ou sans CH ). On trouve deux catégories de bases (Figure 1.1) : 3  lespurinesconstituées de deux cycles aromatiques ;  lespyrimidinesconstituées dun seul cycle aromatique. Les atomes de carbone et dazote des cycles aromatiques sont numérotés de 1 à 9 (bases puriques) et de 1 à 5 (bases pyrimidiques). Les flèches bleues indiquent la liaison qui se produit entre la base et le sucre.
P U R I N E S
P Y R I M I D I N E S
H
N 7 C 8 9 N
H
NH 2 C 6 C N 5 1
4 C
3 N
Adénine
NH 2 C H 4 C N 5 3
6 2 C1C H O N
H Cytosine
2 C H
O
H
N 7 8 C 9 N
C H CH 3 4 C N 5 3
© Dunod  La photocopie non autorisée est un délit.
6 2 C1C H O N
H Thymine
Figure 1.1
H
C 5
4 C
O C H 6 N 1
3 N
Guanine
2 C NH 2
O
C H H 4 C N 5 3
6 2 C1C H O N
H Uracile
1C o n s t i t u a n t s 
1
II
Sucre
Le sucre est un pentose composé de 5 carbones numérotés de 1 à 5. Cette numérotation en «  » permet de faire la distinction avec celle des bases. LARN contient duribose alors que lADN contient dudésoxyribose(Figure 1.2). La différence entre ces deux sucres se situe au niveau du carbone 2. On trouve un groupement2OH (ARN)pour le ribose et un2H (ADN)le désoxyribose. Cette différence qui semble peu pour importante a pourtant une conséquence déterminante sur la stabilité de lacide nucléique. Ainsi, à pH alcalin (pH 12), lARN est hydrolysé alors que lADN est stable. Attention à ne pas confondre ici « hydrolyse » et « dénaturation ». On parle de dénaturation lorsque, par exemple à pH alcalin, un ADN double brin se dissocie en deux ADN simples brins par rupture des liaisons hydrogènes. Pour lARN, à ce même pH, le mécanisme est différent car il y aura hydrolyse de la molécule par coupure des liaisons phosphodiester entre les carbones 5 et les carbone 3 des nucléotides adjacents.
HO
5' CH 2
C 4' H H C 3'
OH
O
Ribose
OH
1' C H H 2' C
O
H
Figure 1.2
HO
5' CH 2
C 4' H H 3'C
III Nucléosides et Nucléotides
OH
O
OH
1' C H H 2' C
H
Désoxyribose
Nucléosides Le carbone 1 du sucre se lie à lazote de la base (N1 ou N9) pour former unnucléoside. Cette liaison est appeléeNglycosidique. Un ou plusieurs groupements phosphate (P) peuvent se lier avec le carbone 5 pour former un nucléoside phosphate (Figure 1.3). On établit une nomenclature très précise en fonction de la structure de la molécule. Si le sucre est le ribose (ARN), on a la nomenclature NMP, NDP, NTP. Si le sucre est un désoxyribose (ADN), on a la même nomenclature précédée dun « d ». Enfin, il faut er e e connaître la position des groupements P à partir du C5 : 1 P enαP en, 2 βP en, 3 γ. Cette nomenclature est importante car, même si elle semble fastidieuse, elle permet de comprendre certaines abréviations de molécules utilisées en biologie. Par exemple, le α32 er 32 PdCTP signifie que le 1 phosphate fixé sur le C en 5 du dCTP est radioactif ( P).
2
B i o l o g i e m o l é c u l a i r e
Nucléotides Le nucléoside monophosphate est aussi appelénucléotidecar lassociation de plusieurs nucléosides monophosphate entre eux porte le nom dechaîne polynucléotidique (Fiche 2). Le nom donné aux nucléosides ou aux nucléotides en fonction de la base pré sente est différent du nom de la base seule. Par exemple dans lATP, ladénine devient adénosine, dans lUMP, luracile devient uridine, etc.
Base
OH (H)
NDP (dNDP)
NMP (dNMP)
OH
NTP (dNTP)
O
(d)NMP
Figure 1.3
Nom du nucléoside
Thymidine
1  C o n s t i t u a n t s
3
O
O
O β P
O
O γ P
© Dunod  La photocopie non autorisée est un délit.
O
O
Thymine (T)
(d)NDP
+ Base
+ Base
+ Base
+ 2P
O α P
(désoxy)ribose
C 4' H H 3'C
5' CH 2
(désoxy)nucléoside diphosphate
Adénosine
1' C H H C 2'
Cytidine
Guanosine
O
O
Uracile (U)
Uridine
+ Base
(désoxy)ribose
(désoxy)ribose
(désoxy)nucléoside
+ 3P
Adénine (A)
1
Guanine (G)
Cytosine (C)
Base
(désoxy)nucléoside monophosphate
(désoxy)ribose
(désoxy)nucléoside triphosphate
(d)NTP
+ 1 P
E x e r c i c e 1.7du désoxyribonucléoside triphosphate contenant dela structure à pH  Écrivez ladénine et du ribonucléoside triphosphate contenant de la thymine. Vous indiquerez sur le schéma la numérotation des carbones du sucre et de la base et la position de la liaison Nglycosidique. 2.Quelle est leur abréviation ? Comment appelleton ces deux nucléosides ? 3.deux molécules sontelles présentes dans lADN ou dans lARN ? Ces
S o l u t i o n 1.Voir la Figure 1.4. La liaison Nglycosidique est indiquée par une étoile bleue.
O
NH 2 C N O 6 7 C N 5 1 C 8 H CAdénineH CH 3 4 4 2C N 9C C5 3 3 O O OHThymine N N 6 2 5' C C O1 P O P O P OCHH O 2O O O N *5'O    O O O4'Désoxyribose1'C C O P O P O P OCH 2 * H H    H HO O O4'C C1' Ribose 3'C C2' H H H H OH3'C C2' H
Figure 1.4
OH
OH
2.À gauche, le désoxyribo adénosine triphospahte (dATP). À droite, le ribo thymidine triphosphate (TTP). 3.Le dATP est présent dans lADN mais sous forme monophosphate (dAMP) tandis que le TTP nest présent ni dans lADN, ni dans lARN. Dans lADN, on aurait le dTTP (sous forme dTMP) et dans lARN, on aurait lUTP (sous forme UMP).
4
B i o l o g i e m o l é c u l a i r e
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