Les acides nucléiques

1 - Les acides désoxyribonucléiques : les ADN

Les ADN sont de copolymères de désoxyribonucléotides.
[Un polymère est une molécule composée de sous-unités identiques (les monomères) liées par des liaisons de covalence;
un copolymère possède plusieurs  monomères différents, alors qu'un homopolymère ne possède qu'un seul type de monomères].
 Les ADN sont constitués de deux brins ou chaînes (ou parfois trois, sur de courtes distances et dans des formes rares).
polymères

1.1 - Les désoxyribonucléotides, monomères de l'ADN


Dans la fenêtre de l'applet JSmol vous pouvez visualiser les composants des désoxyribonucléotides qui composent l'ADN ainsi que deux paires de désoxyribonucléotides (la désoxyadénosine-monophosphate - notée dA - appariée à la désoxythymidine-monophosophate -notée dT ; et la désoxycytidine-monophosphate - notée dC - appariée à la désoxyguanidine-monophosophate -notée dG))  avec leurs liaisons faibles (de type hydrogène) représentées par des traits pointillés.

Cliquez pour visualiser les composants :

 les 4 bases azotées : les 4 nucléotides :
bases puriques adenine
guanine 		nucléotide à adénine
nucléotide à guanine
bases pyrimidiques cytosine
thymine
nucléotide à cytosine
nucléotide à thymine
  - le sucre : désoxyribose
 - le groupe phosphate
- les deux types de nucléotides appariés par leurs bases complémentaires :
dA-dT
dC-dG

couleurs des atomes dans le modèle CPK

1.2 - La molécule d'ADN


Quelques commandes pour JSmol:
Modèles de la molécule
compact
squelette
boules et bâtons
cartoons
Couleurs des atomes :
cpk (tableau ci-dessus)
uni
La molécule d'ADN présentée ici n'est que théorique et ne comporte que 12 paires de bases soit un tout petit peu plus d'un tour d'hélice. Les 80 molécules d'eau asssociées au fichier original ont été enlevées manuellement (voir la molécule d'ADN avec ses 80 molécules d'eau constitutive°. Retour molécule sans eau.
Enfin, vous pourrez noter qu'il manque un groupement phosphate à chacune des extrêmités de la molécule.
Pour les 1èreS vous pouvez visualiser un double tour de fibre chromatidienne autour d'un nucléosome. (option cartoon et protéines avec les a.a. colorés).

Rosalind Franklin (photo) a obtenu LE cliché de diffraction après des efforts innombrables et persévérants et l'a présenté le 6 février 1953 à Wilkins et Jim Watson. Le modèle de Watson et Crick de la structjure de la molécule d'ADN fût élaboré entre le 6 et le 28 février à partir de ce cliché mais HONTEUSEMENT sans le citer. Ces procédés malhonnêtes, n'auraient aucun intérêt à être relatés, s'ils n'éclairaient d'un jour nouveau ce qui allait devenir une habitude en science : la fraude et la course à la publication de résultats, afin de s'assurer une position sociale, au détriment du travail patient de l'expérimentateur. Lire par exemple « La Raison malmenée. De l'origine des idées reçues en biologie moderne» de Gérard Nissim Amzallag, Préface d'André Pichot, CNRS Editions 2002, ISBN : 978-2-271-05998-7, pour les références historiques concernant cette fraude voir pp137-140 (les faits rapportés ici viennent de A. Sayre, Rosalind Franklin and DNA, 1975, Norton and Company Inc, New York). On peut lire un petit article en PDF sur le site de la société française de physique.


2 - Les acides ribonucléiques : les ARN

Les ARN sont consitués de chaînes simples (monobrins) de ribonucléotides.

2.1 - Les ribonucléotides, monomères de l'ARN mais aussi molécules de transfert énergétique dans la cellule

Cliquez pour visualiser les composants d'un ribonucléotide :
- les 4 bases azotées :
adenine
guanine
cytosine
uracile ( thymine pour comparaison)


  - le sucre : le ribose
 - le groupe phosphate

  - un ribonucléotide à adénine : l'adénosine monophosphate
Remarque sur le "groupe phosphate" :
+ La terminologie exacte demande de différencier l'acide phosphorique (H3PO4) du groupe phosphoryl : -PO32- qui intervient dans d'innombrables réactions de phosphorylation car sa liaison avec un carbone est très énergétique.
+ Sous forme ionique libre, l'anion PO43- se conjuge avec un H+ pour donner l'ion hydrogénophosphate HPO42- ou phosphate inorganique : Pi noté aussi Ⓟ).
+ Le principal ribonucléotide à rôle métabolique (dans les transferts d'énergie au cours des réactions chimiques de la cellule) est l'ATP (adénosine triphosphate). Voici les 3 formes plus ou moins phosphorylées de l'adénosine :
adénosine triphosphate (ATP)
adénosine diphosphate (ADP)
adénosine monophosphate (AMP)
  + La réaction de phosphorylation de l'ADP en ATP est fortement endergonique (environ 7,3 kcal/mol) :
 Pi + H+ + ADP = ATP + H2O
Dans le sens inverse, l'hydrolyse de l'ATP est fortement exergonique.
+ Mais presque tous les ribonucléotides peuvent intervenir dans différentes réactions chimiques ; par exemple le GTP (guanosine triphosphate) est un élément qui intervient dans les réactions de la synthèse des protéines (autres formes : GDP, GMP).

2.2 - Deux exemples de molécules d'ARN

Les ribonucléotides peuvent aussi s'associer par leurs bases complémentaires A-U et C-G pour former des sections de molécules en double ou même triple hélice, ce qui fait que les formes des acides ribonucléiques sont extrêmement variées.
* La première molécule qui s'affiche ci-dessous est un ARNt (ARN de transfert) avec ses 104 molécules d'eau
* Vous pouvez afficher un ribosome bactérien (ARNr et protéines) fichier très lourd - patience
N.B. Ce ribosome possède une grosse sous-unité (50S) de 2 ARNr (5S+23S) et 32 protéines, et une petite sous-unité (30S) avec 1 ARNr (16S) et 21 protéines [le swedberg (S) est une unité de centifugation] ; ce ribosome est celui du procaryote Thermus thermophilus (base RCSB-PDB)

quelques commandes de JSmol
  Modèle compact,
modèle en squelette,
boules et bâtons,
Couleurs des atomes
cpk
uni
Représentation des ARN et des autres molécules:
ARNr cartoon en vert
(les boules rouges sont les oxygènes des molécules d'eau)
Protéines avec les a.a. colorés,
Protéines avec les chaînes colorées

 couleurs des atomes dans le modèle CPK