ADN et ARN

Fonctions de l'ARN

L'ARN transfère l'information génétique de l'ADN qui se trouve dans le noyau aux ribosomes, des organites spécialisés composés d'ARN et de protéines. Les ribosomes sont particulièrement importants car c'est là que se produit la traduction (l'étape finale de la synthèse des protéines). Il existe différents types d'ARN, tels que l'ARN messager (ARNm), l'ARN de transfert (ARNt) et l'ARN ribosomal (ARNr ), chacun ayant une fonction spécifique.

L'ARNm est la principale molécule responsable du transport de l'information génétique vers les ribosomes pour la traduction, l'ARNt est responsable du transport de l'acide aminé correct vers les ribosomes et l'ARNr forme les ribosomes. Dans l'ensemble, l'ARN est essentiel à la création de protéines, telles que les enzymes.

Chez les eucaryotes, l'ARN se trouve dans le nucléole, un organite situé dans le noyau, et dans les ribosomes. Chez les procaryotes, l'ARN se trouve dans le nucléoïde, les plasmides et les ribosomes.

Quelles sont les structures des nucléotides ?

L'ADN et l'ARN sont des polynucléotides, c'est-à-dire des polymères composés de monomères. Ces monomères sont appelés nucléotides. Ici, nous allons explorer leurs structures et leurs différences.

Structure des nucléotides de l'ADN

Un seul nucléotide d'ADN est composé de trois éléments :

• Un groupe phosphate
• Un sucre pentose (désoxyribose)
• Une base organique azotée

Fig. 1 - Le diagramme montre la structure d'un nucléotide d'ADN.

Ci-dessus, tu verras comment ces différents composants sont organisés au sein d'un même nucléotide. Il existe quatre types différents de nucléotides de l'ADN car il existe quatre types différents de bases azotées : l'adénine (A), la thymine (T), la cytosine (C) et la guanine (G). Ces quatre bases différentes peuvent être divisées en deux groupes : la pyrimidine et la purine .

Les bases pyrimidines sont les plus petites bases car elles sont composées d'une structure en anneau à 1 carbone. Les bases pyrimidines sont la thymine et la cytosine. Les bases puriques sont les bases les plus grandes car elles sont composées d'une structure en anneau à 2 atomes de carbone. Les bases puriques sont l'adénine et la guanine.

Structure des nucléotides de l'ARN

Un nucléotide d'ARN a une structure très similaire à celle d'un nucléotide d'ADN et, comme l'ADN, il est composé de trois éléments :

• Un groupe phosphate
• Un sucre pentose (ribose)
• Une base organique azotée

Fig. 2 - Le diagramme montre la structure d'un nucléotide d'ARN.

Tu verras ci-dessus la structure d'un seul nucléotide d'ARN. Un nucléotide d'ARN peut contenir quatre types différents de bases azotées : l'adénine, l'uracile, la cytosine ou la guanine. L'uracile, une base pyrimidique, est une base azotée qui est exclusive à l'ARN et que l'on ne trouve pas dans les nucléotides de l'ADN.

Comparer les nucléotides de l'ADN et de l'ARN

Les principales différences entre les nucléotides de l'ADN et de l'ARN sont les suivantes :

• Les nucléotides de l'ADN contiennent un sucre désoxyribose, tandis que les nucléotides de l'ARN contiennent un sucre ribose.
• Seuls les nucléotides de l'ADN peuvent contenir une base thymine, tandis que seuls les nucléotides de l'ARN peuvent contenir une base uracile.

Les principales similitudes entre les nucléotides de l'ADN et de l'ARN sont les suivantes :

• Les deux nucléotides contiennent un groupe phosphate

• Les deux nucléotides contiennent un sucre pentose

• Les deux nucléotides contiennent une base azotée

Structure de l'ADN et de l'ARN

Les polynucléotides d'ADN et d'ARN sont formés à partir de réactions de condensation entre des nucléotides individuels. Une liaison phosphodiester se forme entre le groupe phosphate d'un nucléotide et le groupe hydroxyle (OH) du sucre 3 'pentose d'un autre nucléotide. Un dinucléotide est créé lorsque deux nucléotides sont réunis par une liaison phosphodiester. Un polynucléotide d'ADN ou d'ARN apparaît lorsque plusieurs nucléotides sont reliés par des liaisons phosphodiester. Le schéma ci-dessous montre où se positionne la liaison phosphodiester entre 2 nucléotides. Une réaction d'hydrolyse doit avoir lieu pour rompre les liaisons phosphodiester.

Fig. 3 - Le diagramme illustre la liaison phosphodiester.

Structure de l'ADN

La molécule d'ADN est une double hélice antiparallèle formée de deux brins de polynucléotides. Elle est antiparallèle car les brins d'ADN vont dans des directions opposées l'un à l'autre. Les deux brins de polynucléotides sont reliés par des liaisons hydrogène entre les paires de bases complémentaires, que nous explorerons plus tard. La molécule d'ADN est également décrite comme ayant un squelette désoxyribose-phosphate - certains manuels peuvent également l'appeler squelette sucre-phosphate.

Structure de l'ARN

La molécule d'ARN est un peu différente de l'ADN car elle est composée d'un seul polynucléotide, plus court que l'ADN. Cela l'aide à remplir l'une de ses fonctions principales, qui est de transférer l'information génétique du noyau aux ribosomes - le noyau contient des pores par lesquels l'ARNm peut passer en raison de sa petite taille, contrairement à l'ADN, une molécule plus grosse. Ci-dessous, tu peux voir visuellement comment l'ADN et l'ARN diffèrent l'un de l'autre, à la fois par leur taille et par le nombre de brins de polynucléotides.

Fig. 4 - Le diagramme montre la structure de l'ADN et de l'ARN.

Qu'est-ce que l'appariement des bases ?

Les bases peuvent s'apparier en formant des liaisons hydrogène, c'est ce qu'on appelle l'appariement des bases complémentaires. Cela permet aux deux molécules de polynucléotides de l'ADN de rester ensemble et est essentiel à la réplication de l'ADN et à la synthèse des protéines.

L'appariement complémentaire des bases nécessite la jonction d'une base pyrimidine à une base purine par le biais de liaisons hydrogène. Dans l'ADN, cela signifie

• L'adénine s'associe à la thymine par 2 liaisons hydrogène.

• La cytosine s'associe à la guanine par 3 liaisons hydrogène.

Dans l'ARN, cela signifie

• L'adénine s'associe à l'uracile par 2 liaisons hydrogène

• La cytosine s'associe à la guanine par 3 liaisons hydrogène.

Fig. 5 - Le diagramme montre l'appariement de bases complémentaires

Le diagramme ci-dessus t'aide à visualiser le nombre de liaisons hydrogène formées lors de l'appariement de bases complémentaires. Bien que tu n'aies pas besoin de connaître la structure chimique des bases, tu devras connaître le nombre de liaisons hydrogène formées.

Stabilité de l'ADN

Comme la cytosine et la guanine forment 3 liaisons hydrogène, cette paire est plus forte que l'adénine et la thymine qui ne forment que 2 liaisons hydrogène. Cela contribue à la stabilité de l'ADN. Les molécules d'ADN comportant une forte proportion de liaisons cytosine-guanine sont plus stables que les molécules d'ADN comportant une proportion plus faible de ces liaisons.

Un autre facteur qui stabilise l'ADN est le squelette de désoxyribose-phosphate. Celui-ci maintient les paires de bases à l'intérieur de la double hélice, et cette orientation protège ces bases qui sont très réactives.

Différences et similitudes entre l'ADN et l'ARN

Il est important de savoir que si l'ADN et l'ARN travaillent en étroite collaboration, ils diffèrent également. Utilise le tableau ci-dessous pour voir en quoi ces acides nucléiques sont différents et similaires.