CH2 Acides nucléiques et flux de l’information génétique

Ou se trouve l’information génétique dans la cellule?

• Stocké dans l’ADN, principalement dans le noyau

• une petite quantité se trouve aussi dans les mitochondries.

Quel est le flux de l’information génétique (Dogme central)?

ADN to ARN to Protéines

• Transcription: ADN to ARN

• Traduction: ARN to Protéines

Formes stables vs transitoires de stockage génétique

• Stable: ADN, stockage permanent

• Transitoire: ARN (m, r, t, etc.), expression et régulation

Structure d’un nucléotide 

1. Base azotée (A, T/U, G, C)

2. Pentose (ribose ou déoxyribose)

3. Groupement phosphate 

Importance des positions 5’ et 3’ sur le nucléotide

• L’extrémité 5’ porte généralement le phosphate

• L’extrémité 3’ porte un OH libre, indispensable à L’élongation de l’ADN/ARN

• Toute synthèse se fait dans le sense 5’ à 3’

Différence Ribose vs Déoxyribose

• Ribose (ARN): OH sur C2’

• Déoxyribose (ADN): H sur C2’

Structure et rôle de l’ATP

• Nucléotide dérivé de l’adénine

• Composé d’un ribose + 3 phosphates liés par des liaisons phosphoanhydrides riches en énergie

• Hydrolyse donne ADP ou AMP et libère de l’énergie pour les réactions cellulaires

Autres molécules dérivées de nucléotides et leurs fonctions

• NAD+/FAD: Coenzymes d’oxydoréduction

• CoA (Coenzyme A): Métabolisme énérgetique des acides gras

• cAMP: Signalisation cellulaire (2nd messenger)

NMPc: exemples et fonctions

• Les nucléotidescycliques (eg. cAMP, cGMP) sont des messagers intracellulaires

• Permettent l’activation de kinases et la transmission hormonale

Qu’est-ce qu’une liaison phosphodiester 3’-5’?

• Liaison reliant le phosphate en 5’ d’un nucléotide au OH en 3’ du suivant.

• Donne un brin orienté: 5’ à 3’

Purines vs Pyrimidines

Purines: Adenine (A), Guanine (G), plus grandes et structures double ring

Pyrimidines: Cytosine (C), Thymine (T), Uracil (U), plus petites et structure single ring

Différence Thymine (T) vs Uracile (U)

• Thymine = Uracil + CH₃

• Thymine = ADN

• Uracile =ARN

Modifications de l’ADN et de l’ARN

• ADN: méthylation de la cytosine, donne 5-méthylcytosine qui joue un rôle dans l’épigénétique

• ARNt: bases modifiées permettant le repliement et la reconnaissance du codon

Déamination des bases + réparation

• La cytosine peut se déaminer en uracile, erreur potentielle

• La glycosylase reconnait l’erreur et l’enlève

• Puis endonuclease + ADN polymérase + ligase réparent 

ADA (déficit en adénosine désaminase)

• empêche la dégradation de l’adénosine. Toxicité pour lymphocytes

• Provoque immunodéficience sévère (SCID)

Règles d’appariement (Watson-Crick)

• A-T, 2 liaisons H

• G-C, 3 liaisons H, therefore plus stable

• Brins antiparallèles: 5’ à 3’ vs 3’ à 5’

• Regions riches en G-C plus stables et plus haute Tm (temp. de fusion)

Effet hyperchrome

• Lors de la dénaturation, l’ADN absorbe plus à 260 nm

• Utilisé pour mesurer Tm et l’intégrité de l’ADN

Facteurs incluençant la dénaturation de l’ADN

• température haute: séparation des brins

• pH extrème: rupture liaisons H

• Ions (Na+) stabilisent la double hélice

Nombre approximatif de gènes humains vs taille du génome

ADN codant vs. non codant

• Codant: 1-2%, code protéines

• Non codant: 98-99%, régulation, structure, expression

Types d’ADN non codant (ask ab this flashcard)

• ADN satellite: régions répétées (centromères)

• LINE: rétrotransposons autonomes

• SINE: non autonomes (ex. Alu)

• Insertions virales anciennes: éléments endogènes hérités

Paradoxe de la valeur C

Taille du génome n’est pas proportionelle à la complexité de l’organisme

Eg. Salamandre possède un génomeplus grand que l’humain

• la différence vient du non codant

Contribution de Rosalind Franklin in ADN structure discovery

• Cristallographie aux rayons X

• Montre hélice + distance entre base

• Sans elle, Watson et Crick n’auraient pas pu modéliser l’ADN