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4.1 : Structure de l'ADN - Biologie

4.1 : Structure de l'ADN - Biologie


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Remarque : Ce chapitre sur l'ADN est présenté par conception courte. Plus de détails sur la structure de l'acide nucléique et son rôle en tant que vecteur d'information génétique peuvent être tirés des cours et des manuels de biologie moléculaire. Ce guide est destiné à donner un aperçu rapide de ce domaine complexe.

A1. La structure de l'ADN

L'ADN peut exister sous forme simple, double brin ou mixte. Il est en fait impropre d'appeler l'ADNdb une molécule, car il se compose en réalité de deux brins complémentaires différents maintenus ensemble par les IMF. Cependant, la plupart des gens parlent d'une molécule d'ADNdb, et moi aussi. Par analogie avec la structure de la protéine, l'ADNdb a une séquence linéaire (structure primaire), une structure secondaire (double hélice droite) et une structure tertiaire/quaternaire (il est replié et emballé dans la cellule).

Structure de l'ADN et de l'ARN

Jsmol : structure de l'ADN 1

Structures d'ADN alternatives

Les liens ci-dessus montrent l'hélice dsDNA classique, dans laquelle l'ADN est sous la forme B. D'autres formes d'ADN existent, notamment l'ADN-A et l'ADN-Z. Des sections d'ADN simple brin peuvent, par appariement de bases intramoléculaires, former des structures en épingle à cheveux tige-boucle et des structures quadruplexes (trouvées aux extrémités des chromosomes (télomères).

Jsmol : ADN B, A et Z |

Structure d'un chromosome

La plupart des gens ont vu des images de chromosomes vues au microscope. Découvrez cette étonnante photo d'un chromosome prise par Scientific American, septembre 1995.

Les chromosomes sont constitués d'une molécule d'ADNdb. Chaque cellule somatique de votre corps a 23 paires de chromosomes, un membre de chaque paire apporté par votre mère et l'autre par votre père. (Dans les cellules germinales - ovules et spermatozoïdes - il y a 23 chromosomes individuels, pas de paires de chromosomes.) Une paire correspond aux chromosomes sexuels, qui peuvent se présenter sous deux formes, X et Y. Une paire de X donne une femelle, et un XY est obtenu. chez un mâle.

Figure : Chromosomes humains (avec une copie supplémentaire du chromosome 21, qui cause le syndrome de Down)

Le génome humain contient environ 3 à 4 milliards de paires de bases d'ADN. (Je ne sais pas si cette estimation concerne les 23 paires, ou puisque chaque membre d'une paire est presque identique, il s'agit d'une estimation de l'ADN d'un membre pour chacune des 23 paires de chromosomes différentes. Je suppose que c'est pour un membre de chaque paire.) Par conséquent, en moyenne, chaque chromosome d'une paire a environ 150 millions de paires de bases, qui se compose d'une molécule d'ADN et de nombreuses protéines qui lui sont liées. L'ADNdb est une molécule hautement chargée et peut être considérée, en première approximation, comme un long polyélectrolyte avec un grand négatif. charger. Cette très grosse molécule doit en quelque sorte être emballée dans un petit noyau. Ce problème d'emballage est résolu en enroulant l'ADN et en l'emballant avec des protéines, qui ont généralement une charge positive nette. Les chromosomes sont généralement dispersés dans le noyau et ne sont pas visibles avec un microscope ordinaire. Lorsque la cellule est prête à se diviser, l'ADN des chromosomes se réplique et les chromosomes se condensent de manière à ne pas être visibles à l'aide d'un microscope ordinaire. À ce stade, les chromosomes peuvent être colorés avec une variété de colorations (d'où le nom de chromosomes), dont certaines se lient de manière différentielle à différents chromosomes. Les différents chromosomes peuvent donc être distingués par leur taille, leur forme et leurs propriétés de liaison aux colorants, cette dernière étant appelée analyse spectrale du caryotype des chromosomes.

L'image standard d'un chromosome avec laquelle vous êtes familier, y compris celle montrée ci-dessus et ci-dessous, est en fait un chromosome d'une paire qui vient de se répliquer !. L'un des chromosomes restera dans la cellule mère et l'autre ira dans la cellule fille. Ces deux chromosomes qui sont alignés et semblent joints en leurs centres sont appelés chromatides sœurs. Ces grands complexes ADN/protéine doivent être davantage emballés dans le noyau, comme le montre la vue réductrice "Carl Saganesque" du chromosome, une molécule d'ADN double brin s'enroule autour d'un noyau de protéines.

Figure : Emballage de l'ADN dans le noyau

Le noyau est appelé nucléosome et peut être observé au microscope électronique si le chromosome est dispersé. Le nucléosome est constitué de 8 protéines chargées positivement appelées histones. Dans le noyau se trouvent 2 copies chacune de His 2A, 2B, 3 et 4. L'ADNdb s'enroule environ 2,5 fois autour du noyau du nucléosome. L'ADNdb se lie ensuite autour d'un autre nucléosome dans lequel chaque nucléosome est connecté par une petite section d'ADN espaceur d'interconnexion, auquel est liée une autre histone, H1. Au microscope électronique, l'ADN ressemble à une perle sur une ficelle. Les billes sont des nucléosomes et la chaîne est l'ADNdb.

Figure : Nucléosome (vue de dessus et de côté)


Voir la vidéo: From DNA to protein - 3D (Janvier 2023).