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Les briques du vivantLes acides nucléiques, ADN et ARN, sont des polymères de nucléotides. Chaque nucléotide est constitué d’un sucre (désoxyribose pour l’ADN, ribose pour l’ARN), d’un groupement phosphate et d’une base azotée. L’ADN forme une double hélice antiparallèle où les bases s’apparient de manière complémentaire : adénine avec thymine (2 liaisons hydrogène) et guanine avec cytosine (3 liaisons hydrogène). L’ARN est généralement simple brin et contient de l’uracile à la place de la thymine. Cette complémentarité est la clé de la conservation et de la transmission de l’information génétique.
📖 Définition
Un nucléotide est l’unité de base des acides nucléiques, composé d’un sucre, d’un phosphate et d’une base azotée.
⭐ À retenir
Règles de Chargaff : dans l’ADN, A = T et G = C ; les deux brins sont donc complémentaires.
🔍 Exemple
Si un brin d’ADN a la séquence 5’-ATGC-3’, le brin complémentaire sera 3’-TACG-5’.
💡 À retenir : L’ADN est une double hélice antiparallèle dont les brins sont unis par des liaisons hydrogène entre bases complémentaires.
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La duplication fidèleLa réplication de l’ADN permet de copier l’intégralité du génome avant chaque division cellulaire. Elle est semi-conservative : chaque molécule fille conserve un brin parental et un brin néosynthétisé. L’hélicase ouvre la double hélice, la primase synthétise une amorce ARN, puis l’ADN polymérase III allonge le nouveau brin dans le sens 5’→3’. Le brin avancé (leading) est synthétisé en continu, tandis que le brin retardé (lagging) est formé de fragments d’Okazaki. L’ADN polymérase I remplace les amorces ARN par de l’ADN et la ligase scelle les coupures.
📢 Rappel
Les liaisons hydrogène entre bases complémentaires sont rompues par l’hélicase.
⭐ À retenir
Le mécanisme semi-conservatif a été démontré par l’expérience de Meselson et Stahl.
🔍 Exemple
Une erreur non corrigée par l’ADN polymérase peut devenir une mutation, comme dans certaines maladies génétiques.
💡 À retenir : La réplication est semi-conservative et s’effectue toujours dans le sens 5’→3’.
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De l’ADN à l’ARNmLa transcription copie un gène en une molécule d’ARN messager (ARNm). L’ARN polymérase se fixe sur le promoteur, reconnaît le brin matrice (3’→5’) et synthétise un ARNm complémentaire dans le sens 5’→3’. Chez les eucaryotes, l’ARNm subit une maturation : ajout d’une coiffe en 5’, polyadénylation en 3’ et épissage pour éliminer les introns. L’ARNm mature ne contient que les exons codants et peut alors être exporté vers le cytoplasme pour la traduction.
📖 Définition
Le promoteur est une séquence d’ADN en amont du gène qui permet la fixation de l’ARN polymérase.
⭐ À retenir
Le brin matrice est lu de 3’ vers 5’, l’ARNm est synthétisé de 5’ vers 3’.
🔍 Exemple
Le gène de l’insuline est transcrit dans les cellules β du pancréas, puis l’ARNm mature est traduit en protéine.
💡 À retenir : La transcription produit un ARNm mature prêt à être traduit en protéine.
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De l’ARNm à la protéineLa traduction convertit la séquence nucléotidique de l’ARNm en une chaîne d’acides aminés. Le ribosome se fixe sur l’ARNm et lit les codons (triplets de nucléotides). Chaque codon est reconnu par un ARN de transfert (ARNt) portant l’acide aminé correspondant. La synthèse commence au codon initiateur AUG et se termine à un codon stop (UAA, UAG, UGA). Les acides aminés sont liés par des liaisons peptidiques pour former la protéine. Le code génétique est universel et redondant.
📢 Rappel
Le code génétique est un ensemble de règles qui définit la correspondance entre codons et acides aminés.
⭐ À retenir
Le codon AUG code pour la méthionine et sert de signal de démarrage de la traduction.
🔍 Exemple
Un ARNm de 300 nucléotides (sans le codon stop) code pour une protéine de 100 acides aminés.
💡 À retenir : Le ribosome lit les codons de l’ARNm et assemble les acides aminés en protéine.