Ce que vous apprendrez à faire: Discutez des acides nucléiques et du rôle qu’ils jouent dans l’ADN et l’ARN
Les humains ont deux types d’acides nucléiques dans leur corps: l’ADN et l’ARN. Ces molécules contiennent l’ensemble des instructions pour nos cellules: elles déterminent qui et ce que nous sommes. Mais qu’est-ce qui constitue notre ADN ?
Figure 1. Repérez les différences entre l’ADN et l’ARN
Dans ce résultat, nous allons en apprendre davantage sur les composants de l’ADN et de l’ARN et obtenir une brève introduction à leur fonctionnement.
Résultats d’apprentissage
- Décrire la structure de base des acides nucléiques
- Comparer et contraster la structure de l’ADN et de l’ARN
Structure des acides nucléiques
Les acides nucléiques sont des macromolécules clés dans la continuité de la vie. Ils portent le plan génétique d’une cellule et portent des instructions pour le fonctionnement de la cellule.
Figure 2. Un nucléotide est composé de trois composants: une base azotée, un sucre pentose et un groupe phosphate.
Les deux principaux types d’acides nucléiques sont l’acide désoxyribonucléique (ADN) et l’acide ribonucléique (ARN). L’ADN est le matériel génétique présent dans tous les organismes vivants, allant des bactéries unicellulaires aux mammifères multicellulaires.
L’autre type d’acide nucléique, l’ARN, est principalement impliqué dans la synthèse des protéines. Les molécules d’ADN ne quittent jamais le noyau, mais utilisent plutôt un intermédiaire d’ARN pour communiquer avec le reste de la cellule. D’autres types d’ARN sont également impliqués dans la synthèse des protéines et sa régulation.
L’ADN et l’ARN sont constitués de monomères appelés nucléotides. Les nucléotides se combinent les uns avec les autres pour former un polynucléotide, un ADN ou un ARN. Chaque nucléotide est composé de trois composants: une base azotée, un sucre pentose (cinq carbones) et un groupe phosphate (figure 2). Chaque base azotée d’un nucléotide est attachée à une molécule de sucre, qui est attachée à un groupe phosphate. Les nucléotides se lient entre eux par des liaisons phosphodiester pour former le polynucléotide.
Structure double hélicoïdale de l’ADN
Figure 3. Le modèle à double hélice montre l’ADN comme deux brins parallèles de molécules entrelacées. (crédit: Jerome Walker, Dennis Myts)
L’ADN a une structure à double hélice (Figure 3). Il est composé de deux brins, ou polymères, de nucléotides. Les brins sont formés avec des liaisons covalentes entre des groupes phosphate et sucre de nucléotides adjacents.
Les deux brins sont liés l’un à l’autre à leur base avec des liaisons hydrogène, et les brins s’enroulent l’un autour de l’autre le long de leur longueur, d’où la description de la « double hélice”, ce qui signifie une double spirale.
Les groupes sucre et phosphate alternés se trouvent à l’extérieur de chaque brin, formant l’épine dorsale de l’ADN. Les bases azotées sont empilées à l’intérieur, comme les marches d’un escalier, et ces bases s’apparient; les paires sont liées les unes aux autres par des liaisons hydrogène. Les bases s’apparient de telle sorte que la distance entre les os dorsaux des deux brins soit la même tout le long de la molécule.
ADN et ARN
Bien que l’ADN et l’ARN soient similaires, ils présentent des différences très distinctes. Le tableau 1 résume les caractéristiques de l’ADN et de l’ARN.
| Tableau 1. Features of DNA and RNA | ||
|---|---|---|
| DNA | RNA | |
| Function | Carries genetic information | Involved in protein synthesis |
| Location | Remains in the nucleus | Leaves the nucleus |
| Structure | DNA is double-stranded « ladder”: sugar-phosphate backbone, with base rungs. | Habituellement monocaténaire |
| Sucre | Désoxyribose | Ribose |
| Pyrimidines | Cytosine, thymine | Cytosine, uracile |
| Purines | Adénine, guanine | Adénine, guanine |
Une autre différence porte mention. Il n’y a qu’un seul type d’ADN. L’ADN est l’information héritable transmise à chaque génération de cellules; ses brins peuvent être « décompressés » avec une petite quantité d’énergie lorsque l’ADN doit se répliquer, et l’ADN est transcrit en ARN. Il existe plusieurs types d’ARN : l’ARN messager est une molécule temporaire qui transporte l’information nécessaire à la fabrication d’une protéine du noyau (où l’ADN reste) au cytoplasme, où se trouvent les ribosomes. D’autres types d’ARN comprennent l’ARN ribosomique (ARNr), l’ARN de transfert (ARNt), le petit ARN nucléaire (ARNN) et le microARN.
Même si l’ARN est monocaténaire, la plupart des types d’ARN présentent un appariement de bases intramoléculaires étendu entre des séquences complémentaires, créant une structure tridimensionnelle prévisible essentielle à leur fonction.
Comme vous l’apprendrez plus tard, le flux d’informations dans un organisme passe de l’ADN à l’ARN en passant par les protéines. L’ADN dicte la structure de l’ARNm dans un processus appelé transcription, et l’ARN dicte la structure de la protéine dans un processus appelé traduction. Ceci est connu comme le Dogme central de la Vie, qui est vrai pour tous les organismes; cependant, des exceptions à la règle se produisent en relation avec des infections virales.
En résumé: L’ADN et l’ARN
Les acides nucléiques sont des molécules constituées de nucléotides qui dirigent les activités cellulaires telles que la division cellulaire et la synthèse des protéines. Chaque nucléotide est composé d’un sucre pentose, d’une base azotée et d’un groupe phosphate. Il existe deux types d’acides nucléiques: l’ADN et l’ARN. L’ADN porte le plan génétique de la cellule et est transmis des parents à la progéniture (sous forme de chromosomes). Il a une structure à double hélice avec les deux brins s’étendant dans des directions opposées, reliés par des liaisons hydrogène, et complémentaires l’un de l’autre. L’ARN est monocaténaire et est composé d’un sucre pentose (ribose), d’une base azotée et d’un groupe phosphate. L’ARN est impliqué dans la synthèse des protéines et sa régulation. L’ARN messager (ARNm) est copié à partir de l’ADN, est exporté du noyau vers le cytoplasme et contient des informations pour la construction des protéines. L’ARN ribosomique (ARNr) fait partie des ribosomes au site de la synthèse des protéines, tandis que l’ARN de transfert (ARNt) transporte l’acide aminé au site de la synthèse des protéines. Le microarn régule l’utilisation de l’ARNm pour la synthèse des protéines.
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