CM1: Biologie moléculaire - Révisions acides nucléiques

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🔹 STRUCTURE DE L’ADN (B-DNA) – À PARTIR DES IMAGES 🔴 Questions

1. À quoi correspondent les différentes couleurs sur le modèle de la double hélice d’ADN ?

2. Quelles sont les caractéristiques structurales de la B-DNA visibles sur l’image (dimensions, pas de l’hélice, bases) ?

3. Qu’est-ce que la B-DNA ?

🔴 Réponses 1. À quoi correspondent les différentes couleurs sur le modèle de la double hélice d’ADN ?

Quoi :
Les couleurs représentent les différents atomes et composants chimiques de l’ADN.

Comment (correspondance standard du modèle moléculaire) :

• 🔴 Rouge → atomes d’oxygène (O)

• 🔵 Bleu → atomes d’azote (N) (présents dans les bases azotées)

• ⚫ / ⚪ Gris → atomes de carbone (C)

• 🟡 Jaune → atomes de phosphore (P) du groupement phosphate

Où :

• Les bases azotées (riches en N et C) sont au centre de l’hélice

• Le squelette sucre-phosphate (P + O) est à l’extérieur

Pourquoi :
→ Cette organisation protège l’information génétique et permet l’interaction avec les protéines (histones, polymérases).

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2. Quelles sont les caractéristiques structurales de la B-DNA visibles sur l’image ?

Quoi (valeurs clés) :

• 🔴 10 paires de bases par tour

• 🔴 34 Å par tour d’hélice

• 🔴 3,4 Å entre deux paires de bases

• 🔴 Diamètre ≈ 20 Å

Quand / Où :

• Forme physiologique majoritaire de l’ADN in vivo, en conditions hydratées

Pourquoi :
→ Ces paramètres assurent une stabilité optimale et une lecture efficace par les enzymes.

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3. Qu’est-ce que la B-DNA ?

Quoi :
La B-DNA est la conformation canonique de l’ADN décrite par Watson et Crick.

Comment :

• Double hélice droitière

• Brins antiparallèles

• Bases perpendiculaires à l’axe

• Présence d’un grand sillon et d’un petit sillon

Pourquoi :
→ C’est la forme reconnue par la majorité des protéines de liaison à l’ADN.

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🔹 ADN vs ARN – STABILITÉ STRUCTURALE 🔴 Questions

4. Pourquoi l’ADN est-il plus stable que l’ARN ? (différences structurales)

🔴 Réponse 4. Pourquoi l’ADN est-il plus stable que l’ARN ?

Quoi :
L’ADN est chimiquement et structurellement plus stable que l’ARN.

Comment (différences clés) :

• 🔴 ADN : désoxyribose (H en 2’)

• 🔴 ARN : ribose (OH en 2’)

👉 Le OH en 2’ de l’ARN :

• favorise l’hydrolyse alcaline

• rend l’ARN plus réactif chimiquement

Autres facteurs :

• ADN : double brin → protection mutuelle

• ARN : souvent simple brin

Pourquoi :
→ L’ADN est adapté au stockage à long terme de l’information génétique.

Dessine un ribose et un desoxyribose

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🔹 BASES AZOTÉES – RÈGLES FONDAMENTALES 🔴 Questions

5. Combien de liaisons hydrogène lient A-T et G-C ?

6. Qu’est-ce que la règle de Chargaff ?

🔴 Réponses 5. Combien de liaisons hydrogène lient A-T et G-C ?

• 🔴 A-T : 2 liaisons hydrogène

• 🔴 G-C : 3 liaisons hydrogène

Pourquoi :
→ Les régions riches en GC sont plus stables thermiquement.

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6. Qu’est-ce que la règle de Chargaff ?

Quoi :
Dans l’ADN double brin :

• %A = %T

• %G = %C

Pourquoi :
→ Résulte de l’appariement complémentaire des bases.

Importance :
→ Fondement de la structure en double hélice.

🔹 SQUELETTE SUCRE-PHOSPHATE & IONS 🔴 Questions

7. À quoi sert l’enchaînement sucre-phosphate de l’ADN ?

8. Quel est le rôle du magnésium (Mg²⁺) autour de l’ADN ?

🔴 Réponses 7. À quoi sert l’enchaînement sucre-phosphate de l’ADN ?

Quoi :
Il forme le squelette externe de l’ADN.

Comment :

• Liaisons phosphodiester 3’-5’

• Charge négative portée par les phosphates

Pourquoi :

• 🔴 Protection des bases

• 🔴 Orientation 5’ → 3’

• 🔴 Support mécanique de l’hélice

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8. Quel est le rôle du magnésium (Mg²⁺) autour de l’ADN ?

Quoi :
Ion divalent essentiel à la stabilité électrostatique.

Comment :

• Neutralise les charges négatives des phosphates

• Facilite le repliement de l’ADN

Pourquoi :
→ Indispensable à la réplication, transcription et activité enzymatique.

🔹 ACIDES AMINÉS – QUESTIONS CLASSIQUES 🔴 Questions

9. Quel acide aminé détermine majoritairement le début des protéines ?

10. Quel est le plus gros acide aminé ?

11. Quel est le plus petit acide aminé ?

🔴 Réponses 9. Quel acide aminé détermine majoritairement le début des protéines ?

• 🔴 Méthionine (Met)

Pourquoi :
→ Codon initiateur universel AUG.

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10. Quel est le plus gros acide aminé ?

• 🔴 Tryptophane (Trp, W)

Pourquoi :
→ Chaîne latérale aromatique volumineuse.

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11. Quel est le plus petit acide aminé ?

• 🔴 Glycine (Gly, G)

Pourquoi :
→ Chaîne latérale = H, confère une grande flexibilité.

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Qu’est ce qu’on voit?

ADN observé en microscopie électronique, sous forme de fibres d’ADN décondensées, avec des zones de réplication.

Caractéristiques	Procaryotes	Eucaryotes
Noyau
Compartimentation
Génome
Association à des protéines
Origines de réplication
Division cellulaire
Ribosomes
Organisation des gènes
Introns / exons
Maturation des ARNm
Couplage transcription-traduction

remplir le tableau

Caractéristiques	Procaryotes	Eucaryotes
Noyau	❌ Pas de membrane nucléaire (nucléoïde)	✅ Noyau délimité par une enveloppe nucléaire
Compartimentation	❌ Pas d’organites membranaires	✅ Compartimentation (mitochondries, RE, Golgi, chloroplastes chez végétaux)
Génome	🔴 1 chromosome circulaire	🔴 1 à plusieurs chromosomes linéaires
Association à des protéines	❌ Peu ou pas d’histones (sauf archées)	✅ ADN associé à des histones (chromatine)
Origines de réplication	🔴 1 seule origine	🔴 Multiples origines
Division cellulaire	❌ Pas de mitose ni méiose (fission binaire)	✅ Mitose et méiose
Ribosomes	🔴 Une seule taille : 70S	🔴 Deux types : 80S (cytosol) et 70S (mitochondries/chloroplastes)
Organisation des gènes	🔴 Gènes souvent en opérons	❌ Pas d’opérons (gènes isolés en général)
Introns / exons	❌ Pas d’introns	🔴 Présence d’introns et exons
Maturation des ARNm	❌ Pas de maturation	🔴 Capping 5’, queue poly(A), épissage
Couplage transcription-traduction	✅ Oui (simultanées)	❌ Non (séparées spatialement et temporellement)