Les acides nucléiques stockent et transmettent les informations génétiques que nous héritons de nos ancêtres. Si vous avez des enfants, vos informations génétiques dans leur génome seront recombinées et combinées avec les informations génétiques de votre partenaire. Votre propre génome est dupliqué chaque fois que chaque cellule se divise. De plus, les acides nucléiques contiennent certains segments appelés gènes qui sont responsables de la synthèse de toutes les protéines dans les cellules. Les propriétés des gènes contrôlent les caractéristiques biologiques de votre corps.
Informations générales
Il existe deux classes d'acides nucléiques: l'acide désoxyribonucléique (mieux connu sous le nom d'ADN) et l'acide ribonucléique (mieux connu sous le nom d'ARN).
L'ADN est une chaîne filiforme de gènes qui est nécessaire à la croissance, au développement, à la vie et à la reproduction de tous les organismes vivants connus et de la plupart des virus.
Les changements dans l'ADN des organismes multicellulaires entraîneront des changements dans les générations suivantes.
L'ADN est un substrat biogénétique,trouvé dans tous les êtres vivants existants, des organismes vivants les plus simples aux mammifères hautement organisés.
De nombreuses particules virales (virions) contiennent de l'ARN dans le noyau comme matériel génétique. Cependant, il convient de mentionner que les virus se situent à la frontière de la nature animée et inanimée, car sans l'appareil cellulaire de l'hôte, ils restent inactifs.
Contexte historique
En 1869, Friedrich Miescher a isolé des noyaux de globules blancs et a découvert qu'ils contenaient une substance riche en phosphore qu'il a appelée nucléine.
Hermann Fischer a découvert les bases puriques et pyrimidiques dans les acides nucléiques dans les années 1880.
En 1884, R. Hertwig a suggéré que les nucléines sont responsables de la transmission des traits héréditaires.
En 1899, Richard Altmann a inventé le terme "core acid".
Et plus tard, dans les années 40 du 20e siècle, les scientifiques Kaspersson et Brachet ont découvert un lien entre les acides nucléiques et la synthèse des protéines.
Nucléotides
Les polynucléotides sont construits à partir de nombreux nucléotides - des monomères reliés entre eux par des chaînes.
Dans la structure des acides nucléiques, les nucléotides sont isolés, chacun contenant:
- Base azotée.
- Sucre pentose.
- Groupe Phosphate.
Chaque nucléotide contient une base aromatique contenant de l'azote attachée à un saccharide pentose (cinq carbones), qui, à son tour, est attaché à un résidu d'acide phosphorique. Ces monomères, lorsqu'ils sont combinés les uns aux autres, forment des polymèresChaînes. Ils sont reliés par des liaisons hydrogène covalentes qui se produisent entre le résidu de phosphore d'une chaîne et le sucre pentose de l'autre chaîne. Ces liaisons sont appelées liaisons phosphodiester. Les liaisons phosphodiester forment le squelette phosphate-glucide (squelette) de l'ADN et de l'ARN.
Désoxyribonucléotide
Considérons les propriétés des acides nucléiques situés dans le noyau. L'ADN forme l'appareil chromosomique du noyau de nos cellules. L'ADN contient les "instructions logicielles" pour le fonctionnement normal de la cellule. Lorsqu'une cellule se reproduit, ces instructions sont transmises à la nouvelle cellule lors de la mitose. L'ADN a l'apparence d'une macromolécule double brin torsadée en un double fil hélicoïdal.
L'acide nucléique contient un squelette saccharidique phosphate-désoxyribose et quatre bases azotées: l'adénine (A), la guanine (G), la cytosine (C) et la thymine (T). Dans une hélice double brin, l'adénine s'apparie avec la thymine (A-T), la guanine s'apparie avec la cytosine (G-C).
En 1953, James D. Watson et Francis H. K. Crick a proposé une structure tridimensionnelle de l'ADN basée sur des données cristallographiques aux rayons X à faible résolution. Ils ont également fait référence aux découvertes du biologiste Erwin Chargaff selon lesquelles dans l'ADN, la quantité de thymine est équivalente à la quantité d'adénine et la quantité de guanine est équivalente à la quantité de cytosine. Watson et Crick, qui ont remporté le prix Nobel en 1962 pour leurs contributions à la science, ont postulé que deux brins de polynucléotides forment une double hélice. Les fils, bien qu'ils soient identiques, se tordent dans des directions opposées.directions. Les chaînes phosphate-carbone sont situées à l'extérieur de l'hélice, tandis que les bases se trouvent à l'intérieur, où elles se lient aux bases de l'autre chaîne via des liaisons covalentes.
Ribonucléotides
La molécule d'ARN existe sous la forme d'un fil spiralé simple brin. La structure de l'ARN contient un squelette glucidique phosphate-ribose et des bases nitrées: adénine, guanine, cytosine et uracile (U). Lorsque l'ARN est créé sur la matrice d'ADN pendant la transcription, la guanine s'apparie avec la cytosine (G-C) et l'adénine avec l'uracile (A-U).
Les fragments d'ARN sont utilisés pour reproduire les protéines dans toutes les cellules vivantes, ce qui assure leur croissance et leur division continues.
Les acides nucléiques ont deux fonctions principales. Premièrement, ils aident l'ADN en servant d'intermédiaires qui transmettent les informations héréditaires nécessaires aux innombrables ribosomes de notre corps. L'autre fonction principale de l'ARN est de fournir l'acide aminé correct dont chaque ribosome a besoin pour fabriquer une nouvelle protéine. Il existe plusieurs classes différentes d'ARN.
L'ARN messager (ARNm ou ARNm - matrice) est une copie de la séquence de base d'un segment d'ADN obtenue à la suite d'une transcription. L'ARN messager sert d'intermédiaire entre l'ADN et les ribosomes - des organites cellulaires qui acceptent les acides aminés de l'ARN de transfert et les utilisent pour construire une chaîne polypeptidique.
L'ARN de transfert (ARNt) active la lecture des données héréditaires de l'ARN messager, ce qui entraîne le processus de traductionacide ribonucléique - synthèse des protéines. Il transporte également les bons acides aminés là où les protéines sont synthétisées.
L'ARN ribosomal (ARNr) est le principal élément constitutif des ribosomes. Il lie le ribonucléotide matrice à un certain endroit où il est possible de lire ses informations, démarrant ainsi le processus de traduction.
Les miARN sont de petites molécules d'ARN qui agissent comme régulateurs de nombreux gènes.
Les fonctions des acides nucléiques sont extrêmement importantes pour la vie en général et pour chaque cellule en particulier. Presque toutes les fonctions exécutées par une cellule sont régulées par des protéines synthétisées à l'aide d'ARN et d'ADN. Les enzymes, produits protéiques, catalysent tous les processus vitaux: respiration, digestion, tous les types de métabolisme.
Différences entre la structure des acides nucléiques
| Dézoskiribonucléotide | Ribonucléotide | |
| Fonction | Stockage à long terme et transmission de données héréditaires | Transformation des informations stockées dans l'ADN en protéines; transport des acides aminés. Stockage des données héréditaires de certains virus. |
| Monosaccharide | Déoxyribose | Ribose |
| Structure | Forme en spirale à double brin | Forme hélicoïdale simple brin |
| Bases nitrées | T, C, A, G | U, C, G, A |
Propriétés distinctives des bases d'acides nucléiques
Adénine et guanine parleurs propriétés sont les purines. Cela signifie que leur structure moléculaire comprend deux cycles benzéniques condensés. La cytosine et la thymine, à leur tour, appartiennent aux pyrimidines et ont un cycle benzénique. Les monomères d'ARN construisent leurs chaînes en utilisant des bases d'adénine, de guanine et de cytosine, et à la place de la thymine, ils ajoutent de l'uracile (U). Chacune des bases de pyrimidine et de purine a sa propre structure et ses propriétés uniques, son propre ensemble de groupes fonctionnels liés au cycle benzénique.
En biologie moléculaire, des abréviations spéciales à une lettre sont utilisées pour désigner les bases azotées: A, T, G, C ou U.
Sucre pentose
En plus d'un ensemble différent de bases azotées, les monomères d'ADN et d'ARN diffèrent par leur sucre pentose. Le glucide à cinq atomes dans l'ADN est le désoxyribose, tandis que dans l'ARN, il s'agit du ribose. Leur structure est presque identique, à une seule différence près: le ribose ajoute un groupe hydroxyle, tandis que dans le désoxyribose, il est remplacé par un atome d'hydrogène.
Conclusions
Dans l'évolution des espèces biologiques et la continuité de la vie, le rôle des acides nucléiques ne peut être surestimé. En tant que partie intégrante de tous les noyaux des cellules vivantes, ils sont responsables de l'activation de tous les processus vitaux se produisant dans les cellules.
