La matière vivante

Bases de chimie

Glucides

Lipides

Protides

Acides nucléiques

1) Définition et propriétés :
Les acides nucléiques sont les molécules les plus importantes du vivant. Il s'agit de l'ADN (acide désoxyribonucléique) et des ARN (acides ribonucléiques). Elles ont la propriété fondamentale de contenir les informations génétiques d'un organisme, c'est-à-dire l'ensemble des caractéristiques de cet organisme.

 

2) L'ADN :
    a) Localisation :
Lorsqu'on observe une cellule en division, on remarque des petits filaments dans son noyau :

Chacun de ses filaments s'appelle un chromosome qui s'individualise de plus en plus au cours de la division cellulaire. De plus près, on constate qu'un chromosome possède une structure en forme de X :

Chaque côté du X est appelé "chromatide". Chaque chromatide est constitué de deux "bras". Les deux chromatides sont reliés à un endroit appelé "centromère". Les extrémités des chromatides (et donc du chromosomes) sont les "télomères".
Chaque chromatide est en fait une molécule d'ADN très condensée et pelotonnée (un peu comme une pelote de laine) :

Les histones sont des protéines autour desquelles s'enroule l'ADN.

    b) Structure :
On le voit sur le schéma ci-dessus : l'ADN est une molécule en double hélice. Cela veut dire qu'elle se présente comme une échelle en torsion. Chaque barreau de cette échelle est une "paire de bases". En coupant l'échelle en deux au milieu des barreaux, on obtient deux "brins". Un brin est donc un des deux montants de l'échelle avec la moitié de chaque barreau.
Le montant d'un brin est constitué de désoxyribose (glucide) et de phosphate qui se répètent en alternance :

Nom de la molécule Structure de la molécule
Phosphate
Désoxyribose
5-phosphodésoxyribose
(morceau du montant)

La structure chimique du montant du brin est donc :
phosphate-désoxyribose-phosphate-désoxyribose-phosphate-désoxyribose-...

Les moitiés de barreaux du brin sont appelées "bases" ou "bases azotées". Une base est un composé chimique dont le squelette est formé d'atomes d'azote. Il existe 4 bases différentes dans la molécule d'ADN :

Nom de la base Structure chimique de la base Symbole de la base
Adénine
(6-aminopurine)

A
Guanine
(2-amino,6-oxypurine)

G
Cytosine
(2-oxy,4-aminopyrimidine)

C
Thymine
(2,4-dioxy,5-méthylpyrimidine)

T

Les bases sont complémentaires deux à deux : on trouve toujours A en face de T et C en face de G.

Ainsi, un brin d'ADN a une structure répétitive dont les bases peuvent changer :

Enfin, il suffit de mettre face à face les deux brins pour obtenir la structure de la molécule d'ADN :

Remarque : les deux brins ont un sens inverse l'un de l'autre. Par convention, un des brins est dans le sens 5'→3' (on dit "cinq prime trois prime") et l'autre 3'→5'.

    c) L'information génétique :
La succession des bases azotées le long d'un brin forme ce que l'on appelle une "séquence". Cette séquence est lue dans le sens 5'→3' en donnant les symboles correspondant aux bases. Par exemple :

...AATCGGTTTACGCCGTA...

L'ensemble de la séquence forme en quelque sorte une phrase : chaque chromosome contient une phrase unique (les deux chromatides sont deux copies de la même phrase) et chaque mot de cette phrase est un "gène".
L'information contenue dans un gène permet la fabrication d'une protéine.

 

3) Les ARN :
    a) Localisation :
Les ARN sont présents essentiellement dans le cytoplasme de la cellule. Il en existe plusieurs types en fonction de leur rôle dans la cellule : ARNm (ARN messager), ARNt (ARN de transfert), ARNr (ARN ribosomal).

    b) Structure :
Les ARN ont la même structure que l'ADN à part trois points importants :
    - ils sont beaucoup plus petits que l'ADN
    - ils n'ont qu'un seul brin
    - il n'y a pas de thymine dans les ARN mais l'Uracile à la place :

Nom de la base Structure chimique de la base Symbole de la base
Uracile
(2,4-dioxypyrimidine)

U

    c) Rôle :
L'ADN ne quittant jamais le noyau, ce sont les ARN qui jouent le rôle d'intermédiaires entre l'information génétique (contenue dans l'ADN) et le reste de la cellule.
L'ARNm est celui qui récupère l'information d'un gène sur l'ADN (transcription) pour l'emmener dans le cytoplasme où elle va être décodée (traduction). L'ARNr constitue l'essentiel des petites structures du cytoplasme appelées ribosomes qui lisent l'information de l'ARNm. L'ARNt, enfin, est celui qui participe à la fabrication de la protéine codée dans le message.