acide nucléique
Fonction ADN
Le matériel génétique principal est le porteur de l'information génétique
Fonction ARN
Participer à la biosynthèse des protéines
Dans les virus à ARN, l'ARN est le matériel génétique
Traitement et modification post-transcriptionnels de l'ARN
Impliqué dans la régulation de l’expression des gènes et de la fonction cellulaire
Nucléotide
base
Cytosine (C), Uracile (U), Thymine (T)
Nucléotides rares : comme l'IMP (substance importante pour le métabolisme des acides nucléiques)
sucre pentose
Sucre pentose dans l'ADN : β-D-2′-désoxyribose
Sucre pentose de l'ARN : β-D-ribose
nucléoside ou désoxynucléoside
ADN
structure primaire
Fait référence au mode de connexion et à l'ordre d'arrangement entre les désoxynucléotides. Le mode de connexion est la liaison 3', 5'-phosphodiester.
structure secondaire
Structure à double hélice (proposée par Watson et Crick)
Double hélice antiparallèle à droite avec rainures majeures et mineures sur la surface
Le squelette désoxyribose-phosphate est à l’extérieur et l’appariement de bases complémentaires est à l’intérieur.
Le diamètre de l'hélice est de 2 nm, la distance verticale entre les plans de base adjacents est de 0,34 nm, chaque tour est de 10 pb et le pas d'hélice est de 3,4 nm.
Les principales forces qui stabilisent la structure en double hélice : forces d’empilement de bases et liaisons hydrogène d’appariement de bases
Loi sur la composition des bases d'ADN (loi Chargaff)
Loi d'équivalence de bases : Dans l'ADN de presque tous les organismes, A=T, G=C, A G=T C
La composition en bases de l'ADN est spécifique à l'espèce et le rapport d'asymétrie (AT)/(GC) varie d'une espèce à l'autre.
structure tertiaire
structure superhélicoïdale
L'ADN naturel existe principalement dans une structure superhélicoïdale négative
ARN
ARNm
L'ARNm est le modèle pour la synthèse des protéines et utilise principalement la structure primaire (méthode de connexion des ribonucléotides et ordre d'arrangement) pour transmettre l'information génétique.
Structure moléculaire de l'ARNm procaryote
Composé d'une région leader, de plusieurs régions de traduction (cistrons) et de séquences terminales
Généralement polycistronique
La région leader de l’extrémité 5’ possède une séquence riche en bases puriques, qui est la séquence SD.
Structure moléculaire de l'ARNm eucaryote
Il y a une structure de capuchon à l'extrémité 5', suivie de la région non traduite 5', de la région codante et de la région non traduite 3'.
L'extrémité 3' est une queue poly(A).
tRAN
Transporter et transporter les acides aminés activés, reconnaître les codons sur l'ARNm et transporter des acides aminés spécifiques au ribosome pour la synthèse des protéines selon la séquence du code génétique sur l'ARNm.
Caractéristiques de la structure primaire : contient des nucléosides plus rares ; l'extrémité 3 ′ a une séquence CCA ;
Les extrémités 4 et 5 ´ sont pour la plupart pG (certaines sont pC)
Structure secondaire : structure en forme de trèfle, composée de quatre bras et de quatre anneaux : anneau dihydrouracile (anneau D), bras D, anneau anticodon, bras anticodon (bras AC), anneau supplémentaire, anneau TψC, bras TψC, bras acide aminé (le L'extrémité 3´-CCA est le site de liaison pour les acides aminés activés)
Structure tertiaire : structure en L inversé
ARNr
Les cellules procaryotes ont 3 types d'ARNr (ARNr 5S, 16S, 23S)
Il existe 4 types d'ARNr dans les cellules eucaryotes (ARNr 5S, 5,8S, 18S, 28S)
Fonction : L'activité transférase qui constitue les ribosomes et catalyse la formation de liaisons peptidiques existe sur l'ARNr 23S et est impliquée dans la liaison de l'ARNt et de l'ARNm.
ribosome
Virus
organismes non cellulaires composés d'acides nucléiques et de protéines
chromosome
L’unité structurelle de base des chromosomes et de la chromatine est le nucléosome, composé d’ADN enroulé autour d’histones.
Propriétés physiques et chimiques importantes
Les propriétés générales:
(1) Forme cristalline : ADN sous forme de fibres blanches, ARN sous forme de poudre blanche
(2) Solubilité : soluble dans l’eau, insoluble dans les solvants organiques
(3) Acidité et alcalinité : acidité évidente, point isoélectrique aussi bas que 2,0--2,5,
(4) Viscosité : l'ADN a une viscosité élevée, l'ARN a une faible viscosité
(5) Caractéristiques de dissociation amphotère : hydrolyse alcaline et hydrolyse acide
Caractéristiques de l'hydrolyse alcaline et de l'hydrolyse acide :
(1) Dans des conditions alcalines douces : les liaisons phosphodiester de l'ADN sont stables et les liaisons phosphodiester de l'ARN sont toutes décomposées en nucléotides cycliques 2' et 3'
(2) Exposition prolongée d'un acide dilué (ou augmentation de la température ou de l'acidité) : la purine est séparée et un petit nombre de liaisons phosphodiester sont décomposées.
(3) Traitement à l'acide moyennement fort ou à l'acide concentré : la pyrimidine se décompose et davantage de liaisons phosphodiester se décomposent
Caractéristiques d'absorption UV : absorbance maximale proche de 260 nm
Dénaturation, renaturation et hybridation moléculaire des acides nucléiques
Dénaturation : Sous l'influence de facteurs physiques et chimiques, les liaisons hydrogène entre les paires de bases de l'ADN sont rompues et la double hélice se défait. Il s'agit d'un processus climatérique, accompagné d'une augmentation de l'A260 (effet hyperchrome) et d'une perte de la fonction de l'ADN.
Facteurs de dénaturation : dénaturation thermique, dénaturation acido-basique (pH inférieur à 4 ou supérieur à 11),
Dénaturant (urée, chlorhydrate de guanidine, formaldéhyde, etc.)
Tm : La température à laquelle A260 atteint la moitié de sa valeur maximale lors de la dénaturation thermique est appelée température de fusion de l'ADN, représentée par Tm.
Renaturation : Dans certaines conditions, les bases entre les simples brins d'ADN dénaturés sont réappariées pour restaurer la structure en double hélice. Parallèlement à la réduction de l'A260 (effet hypochrome), la fonction de l'ADN est restaurée.
Principaux facteurs affectant la régénération
1. Température : L’ADN dénaturé thermiquement peut être renaturé lorsqu’il est refroidi lentement, mais ne peut pas être renaturé par un refroidissement rapide.
2. Concentration d’ADN : Plus la concentration est élevée, plus la renaturation est rapide
3. Taille du fragment d’ADN : plus le fragment est gros, plus la renaturation est lente
4. Le nombre de séquences répétées dans un fragment d'ADN
5. Force ionique de la solution
Hybridation moléculaire : tant qu'il existe une région d'appariement de bases entre les brins simples d'ADN provenant de différentes sources ou entre l'ADN simple brin et l'ARN, une région locale à double hélice peut se former lors de la renaturation, appelée hybridation moléculaire d'acide nucléique.
application:
1. Identification de la pureté (A280 est l'absorbance maximale des protéines et des substances phénoliques)
L'A260/A280 de l'ADN pur doit être de 1,8 (1,65-1,85)
L’A260/A280 de l’ARN pur devrait être de 2,0.
S’il contient des protéines ou des phénols, le ratio A260/A280 sera significativement réduit.
2. Déterminez si l’ADN est dénaturé
Lors du processus de dénaturation de l'ADN, le coefficient d'absorption molaire augmente (effet chromique)
Lors du processus de renaturation de l'ADN, le coefficient d'absorption molaire diminue (effet soustractif)
Parmi les trois types d’ARN, l’ARNt est le plus abondant, suivi de l’ARNr et très peu d’ARNm.
Base expérimentale importante
① Expérience de transformation du pneumocoque
② Expérience d'infection par des bactériophages
[Objectif] Maîtriser la composition des nucléotides, la loi de Chargaff, les caractéristiques structurelles et les fonctions de l'ADN, de l'ARNt, de l'ARNr et de l'ARNm, en particulier les points clés et la signification du modèle de structure en double hélice de l'ADN. Maîtriser les propriétés d'absorption des UV, de dénaturation et renaturation des acides nucléiques et d'hybridation moléculaire.
[Points clés] La structure de l'ADN, les caractéristiques structurelles et les fonctions de l'ARNt, de l'ARNm et de l'ARNr, ainsi que les propriétés physiques et chimiques des acides nucléiques.
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