Définition du désoxyribose

Le désoxyribose est la molécule de sucre à cinq carbones qui aide à former le squelette phosphaté des molécules d’ADN. L’ADN, ou acide désoxyribonucléique, est un polymère formé de nombreux acides nucléiques. Chaque acide nucléique est composé d’une molécule de désoxyribose liée à la fois à un groupe phosphate et à une purine ou à une pyrimidine. Les purines ont deux cycles de carbone et d’azote, tandis que les pyrimidines n’ont qu’un seul cycle. Les purines sont l’adénine (A) et la guanine (G) tandis que les pyrimidines sont la cytosine et la thymine dans l’ADN. Dans l’ARN, les pyrimidines sont la cytosine (C) et l’uracile (U). Reliées au désoxyribose et à un groupe phosphate, ces molécules sont appelées désoxyribonucléotides et sont les précurseurs directs de l’ADN. Les liaisons entre nucléotides sont appelées liaisons phosphodiester car elles ont lieu entre le groupe phosphate d’un nucléotide et le sucre désoxyribose du nucléotide suivant.

Ensemble, de longues chaînes d’ADN contenant de nombreuses molécules individuelles de désoxyribose portent l’information génétique d’un animal. Alors que les nucléotides individuels ne portent aucune information, comme une seule lettre, une série de trois nucléotides crée un codon, qui appelle un acide aminé particulier. Ensemble, de nombreux acides aminés forment des protéines fonctionnelles, qui peuvent aider la cellule à accélérer certaines réactions. Bien que la base de désoxyribose ne change pas d’un nucléotide à l’autre, elle crée un support solide pour les molécules de travail de l’ADN. La seule différence entre l’ARN et l’ADN est la présence de désoxyribose au lieu de ribose. Une enzyme connue sous le nom de ribonucléotide réductase élimine une molécule d’oxygène de l’un des carbones d’un sucre ribose. Le résultat est le désoxyribose, la base de l’ADN. Ce simple changement est la seule différence entre l’ARN et l’ADN, alors qu’ils ont évolué de différentes fonctions au fil du temps.

Structure du désoxyribose

En soi, le désoxyribose peut exister sous forme de molécule linéaire ou de cycle à cinq ou six chaînons. Le désoxyribose est connu sous le nom d’aldopentose, car il s’agit d’une molécule à cinq carbones qui contient un groupe carbonyle à l’extrémité de la molécule. Dans l’image ci-dessus, il est vu comme du désoxyribofuranose, ou comme un anneau à cinq chaînons. Les substitutions sur ce cycle d’un groupe phosphate et d’une base d’acide nucléique permettront au désoxyribose de fonctionner comme l’épine dorsale de l’ADN, comme on le voit dans le graphique ci-dessous.

Dans l’ADN, le désoxyribose existe sous la forme d’un cycle à cinq chaînons. Comme on le voit sur le graphique, le désoxyribose a perdu une molécule d’oxygène formant l’un des carbones du cycle. Bien que cela puisse sembler être un simple changement, cela affecte considérablement la résistance de l’ADN à la dégradation par hydrolyse. L’ARN, avec l’oxygène supplémentaire, permet une plus grande interaction avec les molécules d’eau. Cela peut conduire à l’hydrolyse des liaisons phosphodiester qui lient les molécules de ribose. En comparaison, les liaisons phosphodiester qui lient les molécules de désoxyribose interagissent naturellement moins avec l’eau et se décomposent moins par hydrolyse. Cela permet aux molécules d’ADN de s’étendre sur des générations avec seulement des corrections mineures.

Par convention, les carbones d’un désoxyribose sont numérotés avec des nombres premiers pour les différencier. Le carbone 1’ (dit « le seul carbone premier”) est le carbone qui sera lié à la base azotée (acide nucléique). Le carbone 5 ’ sera du côté opposé de l’anneau et ne fera pas partie de la structure de l’anneau. Le carbone 5’ se connecte au groupe phosphate. Ce groupe phosphate va alors se lier au carbone 3’ du nucléotide au-dessus, comme on le voit sur le graphique. Cela crée l’épine dorsale de l’ADN liée de manière covalente. Bien qu’il ne soit pas représenté, l’ADN existe sous la forme de deux brins qui se complètent, chacun avec des os dorsaux à base de désoxyribose. Les pyrimidines et les purines interagissent les unes avec les autres pour former des liaisons hydrogène avec les dorsales. Pendant la réplication, les enzymes rompent ces liaisons hydrogène pour former de nouveaux brins d’ADN qui complètent chaque côté du brin parent. De nouvelles molécules de ribose sont attachées aux bases azotées et aux groupes phosphate avant d’être désoxygénées en bases désoxyriboses. Les nucléotides peuvent ensuite être ajoutés à la chaîne croissante de bases qui deviendront une molécule d’ADN indépendante.

• Ribose – Une molécule de pentose liée à 5 molécules d’oxygène, 1 de plus que le désoxyribose.
• ADN – Un polymère d’acide nucléique fabriqué à partir de nombreux nucléotides individuels liés par des liaisons phosphodiester.
• Base d’acide nucléique – La purine ou la pyrimidine attachée au désoxyribose ou au ribose qui créent un nucléotide.
• Nucléotide-Désoxyribose ou ribose attaché à un groupe phosphate et à une base d’acide nucléique.

Quiz

1. Un scientifique expérimente une substance qui force le désoxyribose dans sa forme linéaire, même lorsqu’il est incorporé dans l’ADN. Qu’adviendrait-il d’un organisme exposé à cette substance?
A. Il reproduirait l’ADN plus rapidement, car l’ADN serait expansé
B. L’ADN ne fonctionnerait plus et l’organisme mourrait
C. L’ADN fonctionnerait toujours, mais ne pourrait pas se condenser pendant la mitose

2. L’ADN peut résister aux dommages causés par l’hydrolyse en raison du manque d’oxygène sur le carbone 2 ’. Certains virus se propagent en utilisant uniquement de l’ARN. Comment l’ARN peut-il durer plusieurs générations même s’il utilise du ribose au lieu du désoxyribose?
A. Après avoir été produit, l’ARN est conditionné dans des capsules protéiques qui excluent l’eau.
B. Le virus provoque l’exclusion de l’eau de la cellule
C. L’ADN est formé comme intermédiaire à partir de l’ARN, dans la cellule

3. Un scientifique ajoute des groupes phosphate libres, du désoxyribose et toutes les bases d’acides nucléiques dans un bécher. Il remue le bécher avec une tige et attend plusieurs heures. Il essaie d’analyser l’ADN formé dans le bécher, mais trouve qu’il n’y a pas d’ADN, ni de nucléotides. Que manque-t-il ?
A. Un organisme pour assembler les constituants
B. Électricité
C. Chaleur, via un chalumeau