Nous expliquons quelle est la structure de l’ADN, quels types existent et comment il a été découvert. Aussi, la structure de l’ARN.
Comment est la structure de l’ADN ?
La structure moléculaire de l’ADN (ou simplement la structure de l’ADN) est la façon dont il est composé biochimiquement, c’est-à- dire l’organisation spécifique des protéines et des biomolécules qui composent la molécule d’ADN .
Pour commencer, rappelons que l’ADN signifie Acide DésoxyriboNucléique. L’ADN est un biopolymère nucléotidique , c’est-à-dire une longue structure moléculaire composée de segments (nucléotides) composés à leur tour d’un sucre (ribose) et d’une base azotée.
Les bases azotées de l’ADN peuvent être de quatre types : adénine (A), cytosine (C), thymine (T) ou guanine (G), ainsi qu’un groupement phosphate. Toute l’information génétique d’un être vivant est stockée dans la séquence de ce composé , indispensable à la synthèse des protéines et à l’hérédité reproductive, c’est-à-dire que sans ADN il n’y aurait pas de transmission de caractères génétiques .
Chez les êtres vivants procaryotes , l’ADN est généralement linéaire et circulaire. Mais chez les eucaryotes , la structure de l’ADN se présente sous la forme d’une double hélice. Dans les deux cas, il s’agit d’une biomolécule double brin, c’est-à-dire constituée de deux longues chaînes disposées antiparallèlement (pointant en sens opposés) : leurs bases azotées se font face.
Entre ces deux chaînes, il existe des liaisons hydrogène qui les maintiennent ensemble et sous la forme d’une double hélice. Trois niveaux de cette structure sont traditionnellement distingués :
- structure primaire. Il est composé de la séquence de nucléotides enchaînés, dont la séquence spécifique et ponctuelle code l’ information génétique de chaque individu existant.
- structure secondaire. La double hélice de chaînes complémentaires mentionnée, dans laquelle les bases azotées sont jointes selon un ordre strict : l’adénine avec la thymine et la cytosine avec la guanine. Cette structure varie selon le type d’ADN.
- Structure tertiaire. Cela fait référence à la façon dont l’ADN est stocké à l’intérieur de structures appelées chromosomes , à l’intérieur de la cellule . Ces molécules doivent être pliées et ordonnées dans un espace fini, donc dans le cas des organismes procaryotes, elles le font généralement sous la forme d’une superhélice, tandis que dans le cas des eucaryotes, un compactage plus complexe est effectué, étant donné la plus grande taille de la molécule d’ADN, qui nécessite l’intervention d’autres protéines.
- Structure quaternaire. Il fait référence à la chromatine présente dans le noyau des cellules eucaryotes, à partir de laquelle se forment les chromosomes lors de la division cellulaire.
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Découverte de la structure de l’ADN
La forme moléculaire spécifique de l’ADN a été découverte en 1950 , alors que l’existence de ce type de composé biologique était connue depuis 1869. Sa découverte est principalement attribuée aux scientifiques James Watson, américain, et Francis Crick, britannique, qui ont proposé la modèle en double hélice de la structure de l’ADN.
Cependant, ils n’étaient pas les seuls à enquêter sur ce sujet. Son travail, en fait, était basé sur des informations précédemment obtenues par la britannique Rosalind Franklin, experte en cristallographie aux rayons X pour déterminer la structure des molécules .
Grâce à une image particulièrement nette que Franklin a obtenue grâce à cette technique (la fameuse « Photographie 51 »), Watson et Crick ont pu déduire et formuler un modèle tridimensionnel de l’ADN.
types d’ADN
En étudiant sa structure, c’est-à-dire sa conformation tridimensionnelle spécifique, il est possible d’identifier trois types d’ADN observés chez les êtres vivants, qui sont :
- ADN-B. C’est le type d’ADN le plus abondant chez les êtres vivants et le seul qui suit le modèle de la double hélice proposé par Watson et Crick. Sa structure est régulière, puisque chaque paire de bases a la même taille, bien que laissant des rainures (plus grandes et plus petites successivement) avec une variation de 35° par rapport à la précédente, pour permettre l’accès aux bases azotées depuis l’extérieur.
- A-ADN. Ce type d’ADN apparaît dans des conditions de faible humidité et de température plus basse , telles que celles que l’on trouve dans de nombreux laboratoires. Il présente, comme B, des sillons récurrents bien que de proportions différentes (plus larges et moins profonds pour le petit sillon), en plus d’une structure plus ouverte, avec les bases azotées les plus éloignées de l’axe de la double hélice, plus inclinées par rapport à l’horizontale et plus symétriquement au centre.
- ADN-Z. Il diffère des précédents en ce qu’il s’agit d’une double hélice avec un virage à gauche (gaucher) dans un squelette en zigzag, et il est courant dans les séquences d’ADN alternant purines et pyrimidines (GCGCGC), pour lesquelles il nécessite une concentration de cations supérieur à celui de l’ADN-B. C’est une double hélice plus étroite et plus longue que les précédentes.
Structure de l’ARN
Contrairement à l’ADN, l’ARN (acide ribonucléique) n’apparaît généralement pas sous la forme d’une double hélice. En revanche, la structure de l’ARN est une simple séquence simple brin de nucléotides . Ses bases azotées sont identiques à celles de l’ADN, à l’exception de la thymine (T) qui est remplacée dans l’ARN par l’uracile (U).
Ces nucléotides sont liés entre eux par des liaisons phosphodiester . Parfois, ils peuvent générer des plis dans la chaîne d’ARN en s’attirant, formant ainsi certains types de boucles, d’hélices ou d’épingles à cheveux pendant de courtes régions.
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