Que signifie acide nucléique ?

Définition simple: Les acides nucléiques sont de grands polymères formés par la répétition de monomères appelés nucléotides, liés par des liaisons phosphodiesters. De longues chaînes sont formées; certaines molécules d'acide nucléique atteignent des tailles géantes, des millions de nucléotides reliés. Il existe deux types: l'ADN et l'ARN.

Définition acide nucléique:

Un acide nucléique, ou un polynucléotide, désigne une macromolécule formée de nucléotides; l'ADN et l'ARN sont des acides nucléiques. Plus complètement, ce sont des polynucléotides, polymères de nucléotides, qui jouent un rôle fondamental dans le stockage, le maintien et le transfert de l'information génétique chez les êtres vivants.

L'alternance de sucres simples et d'esters d'acide phosphorique forme une chaîne avec chaque sucre contenant une nucléobase. Les acides nucléiques constituent le quatrième grand groupe de biomolécules en plus des protéines, des glucides et des lipides.

Schéma d'un acide nucléique à 4 chaînons:
Acide nucléiques et 4 nucléobases
La schématisation d'un acide nucléique avec quatre chaînons montre quatre nucléobases (C, G, A, T).


Un acide nucléique qualifie donc un grand polymère non ramifié de nucléotides (macromolécule polymérique) reliés entre eux par une liaison 3',5'-phosphodiester. Selon la nature du pentose des nucléotides, on distingue deux types d'acides nucléiques: l'ADN (acide désoxyribonucléique avec un désoxyribose) et l'ARN (acide ribonucléique avec un ribose).

Leur représentant le plus connu est l'acide désoxyribonucléique (ADN ou ADN), le stock d'informations génétiques. En plus de leur fonction de stockage d'informations, les acides nucléiques appelés "molécules clés de la vie" peuvent également servir de supports de signal ou catalyser des réactions biochimiques.

Un acide s'opposant à une base, une base azotée (ou base nucléique) est en opposition à un acide nucléique.

Tous les organismes possèdent ces biomolécules qui dirigent et contrôlent la synthèse de leurs protéines, fournissant l'information qui détermine leur spécificité biologique et les caractéristiques, car ils contiennent les instructions nécessaires pour effectuer les processus vitaux et sont responsables de toutes les fonctions de base dans l'organisme.


Types:

Il existe deux types d'acides nucléiques: l'ADN (acide désoxyribonucléique) et l'ARN (acide ribonucléique), qui diffèrent:



Une thérapie, appelée thérapie génique, consiste à modifier ou insérer des acides nucléiques dans un gène cible.


Structure chimique:

Les acides nucléiques sont des chaînes de nucléotides en tant que membres. La partie centrale d'un nucléotide est la molécule de sucre en forme d'anneau (gris sur l'image: le ribose). Si les atomes de carbone de ce sucre sont numérotés de 1 à 5 dans le sens des aiguilles d'une montre, une nucléobase (sur le schéma: rouge, vert, jaune et bleu) est liée à C1 via une liaison glycosidique. En C3, un résidu phosphate du nucléotide suivant (bleu) a une liaison ester avec le groupe OH du sucre. Au C5 du sucre, un radical phosphate est également lié par l'autre des deux liaisons phosphodiester.

L'acide phosphorique à l'état non lié possède trois groupes acides (trois groupes OH pouvant séparer les protons). Dans un acide nucléique, deux de ces trois groupes acides sont estérifiés et ne peuvent donc plus libérer de proton. Le caractère acide qui a donné son nom à l'acide nucléique est responsable de la troisième acidité non liée. Il peut agir en tant que donneur de proton ou est déprotoné dans la cellule (charge négative sur l'atome d'oxygène). Dans des conditions physiologiques (pH 7), l'acide nucléique dans son ensemble est un grand anion en raison de cet atome d'oxygène chargé négativement. Par conséquent, dans la séparation des acides nucléiques en fonction de leur taille, on peut utiliser un champ électrique dans lequel les acides nucléiques migrent essentiellement vers l'anode (avec une électrophorèse sur gel d'agarose).


Orientation:

Leur structure confère à l'acide nucléique une polarité ou une orientation dans la séquence du bloc constitutif de la chaîne. Il possède une extrémité 5 '(appelée extrémité à 5 barres), nommée d'après l'atome C5 du sucre, auquel un radical phosphate est lié, et une extrémité 3', à laquelle le groupe OH libre de l'atome C3 est lié. Atom complète la chaîne. Habituellement, vous écrivez des séquences, donc des séquences de nucléotides, en partant de l'extrémité 5' jusqu'à l'extrémité 3'. Dans les organismes, la polarité est très importante. Par exemple, il existe des ADN polymérases qui peuvent assembler un brin d'ADN uniquement dans le sens 5' → 3', et d'autres encore corrigent les nucléotides mal incorporés uniquement dans le sens 3' → 5'.


Structure spatiale:

La structure secondaire est l'orientation spatiale des acides nucléiques. Tandis que la structure primaire (la séquence) stocke les informations, la structure secondaire détermine la taille, la durabilité et également l'accès aux informations stockées.

La structure spatiale la plus simple est le double brin. Ici sont opposés à deux chaînes d'acide nucléique en orientation opposée. Ils sont liés par des liaisons Hydrogène entre les bases nucléiques. Dans chaque cas, une base pyrimidine se couple avec une base purine, le type de la paire respective déterminant la stabilité du double brin. Entre la guanine et la cytosine, trois liaisons hydrogène se forment, tandis que l'adénine et la thymine ne sont reliées que par deux liaisons hydrogène. Plus la teneur en GC est élevée (fraction des paires guanine-cytosine), plus le double brin est stable et plus il faut utiliser d'énergie (chaleur) pour le scinder en simple brin. Un double brin peut être constitué de deux molécules d'acide nucléique différentes ou d'une seule molécule. À la fin du double brin, une boucle est formée, dans laquelle la chaîne "inverse", de sorte que l'orientation opposée se présente.

Dans l'ADN, le double brin s'enroule autour de son propre axe en raison des nombreux angles d'attachement différents, formant une double hélice. Il y a des hélices gauche et droite. Ce double brin auto-enroulé peut ensuite être torsadé et enroulé autour d'autres structures telles que les histones (protéines spéciales). L'économie de place est un sens de cet enchevêtrement supplémentaire. Non étiré et étiré, l'ADN d'un seul chromosome humain aurait une longueur d'environ 4 cm.


Acides nucléiques naturels:

Les acides nucléiques sont présents dans tous les organismes vivants. Leur tâche consiste, entre autres, à stocker les informations génétiques, le schéma directeur de leur organisme respectif, à les échanger avec d'autres types de ce type et à les transmettre aux générations futures. Dans tous les organismes cela fait l'ADN. Seuls quelques virus (rétrovirus tels que le VIH) utilisent l'ARN moins stable comme support de stockage.


Acides nucléiques synthétiques:

Il y a, outre les naturels, des acides nucléiques non présents dans la nature (analogues des acides nucléiques), synthétisés en laboratoire. L'acide nucléique peptidique est un acide nucléique non naturel intéressant pour la biotechnologie.

De plus, de nombreux variants d'acide nucléique ont été développés, dont les composants ne sont plus, à première vue, identifiables comme ribo (dans le cas de l'ARN) ou désoxyribonucléotides (dans le cas de l'ADN).

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