Qu’est-ce qu’un acide nucléique ?

L’acide nucléique est essentiel pour toutes les formes de vie, et on le trouve dans toutes les cellules. L’acide nucléique se présente sous deux formes naturelles appelées acide désoxyribonucléique (ADN) et acide ribonucléique (ARN).

Crédit image : Christoph Burgstedt/.com

Les acides nucléiques sont constitués de biopolymères, qui sont des ensembles naturels et répétés de monomères (faisant des polymères) qui créent ensuite des nucléotides, qui forment les acides nucléiques.

Pour comprendre la structure de l’acide nucléique, il est important de comprendre la structure des nucléotides qui composent l’acide nucléique.

La structure de l’acide nucléique

Un nucléotide est composé de trois parties qui sont attachées par des liaisons. Ces trois parties sont un groupe phosphate, un sucre à 5 carbones et une base azotée.

Groupe phosphate

Le groupe phosphate est constitué d’un atome de phosphore auquel sont attachés quatre atomes d’oxygène chargés négativement.

Sucre à 5 carbones

Le sucre à 5 carbones (appelé pentose) comprend le ribose et le désoxyribose, qui sont présents dans l’acide nucléique. Le ribose et le désoxyribose ont tous deux cinq atomes de carbone et un atome d’oxygène. Les atomes d’hydrogène et les groupes hydroxyle sont attachés aux atomes de carbone.

Dans le sucre ribose, il y a des groupes hydroxyle attachés aux deuxième et troisième atomes de carbone. Dans le sucre désoxyribose, il y a un groupe hydroxyle attaché au troisième atome de carbone, mais seul un atome d’hydrogène est attaché au deuxième atome de carbone.

Base d’azote

La molécule d’azote agit comme une base dans l’acide nucléique car elle peut donner des électrons à d’autres molécules et créer de nouvelles molécules par ce processus. Elle peut se lier à des molécules de carbone, d’hydrogène et d’oxygène pour créer des structures cycliques.

Les structures cycliques existent en cycles simples (pyrimidines) et en cycles doubles (purines). Les pyrimidines comprennent la thymine, la cytosine et l’uracile. Les purines comprennent l’adénine et la guanine. Les purines sont plus grosses que les pyrimidines, et leurs différences de taille aident à déterminer leurs appariements dans les brins d’ADN.

Les liaisons de l’acide nucléique

Les liaisons qui maintiennent ensemble les molécules de phosphore, de sucre et d’azote sont appelées liaisons glycosidiques et liaisons esters.

Les liaisons glycosidiques se font entre le premier atome de carbone d’un sucre à 5 carbones et le neuvième atome d’azote d’une base azotée.

Les liaisons esters se font entre le cinquième atome de carbone d’un sucre à 5 carbones et le groupe phosphate.

Ces liaisons ne maintiennent pas seulement un seul nucléotide, mais elles maintiennent aussi des chaînes de nucléotides qui créent des polynucléotides formant l’acide désoxyribonucléique (ADN) et l’acide ribonucléique (ARN).

Pour créer ces chaînes, le groupe phosphate qui est lié au cinquième atome de carbone d’un sucre à 5 carbones va se lier au troisième atome de carbone du sucre à 5 carbones suivant. Cela va se répéter pour créer une chaîne maintenue par un squelette sucre-phosphate.

Si le sucre de cette chaîne est un sucre ribose, un brin d’ARN sera créé.

Pour créer l’ADN, le brin d’ARN se lie à un polynucléotide qui a une structure similaire mais antiparallèle avec des liaisons appelées liaisons hydrogène. Ces liaisons hydrogène relient entre elles les pyrimidines et les purines des bases azotées. Dans un processus appelé appariement complémentaire des bases, la guanine se lie à la cytosine et l’adénine à la thymine. Cela améliore l’efficacité énergétique des appariements de bases, et on les trouvera toujours dans ce schéma.

Crédit image : Billion Photos/.com

La fonction de l’acide nucléique

Chaque type d’acide nucléique remplit une fonction différente dans les cellules de tous les êtres vivants.

ADN

L’ADN est responsable du stockage et du codage de l’information génétique dans le corps. La structure de l’ADN permet aux enfants d’hériter de l’information génétique de leurs parents.

Comme les nucléotides adénine, thymine, guanine et cytosine de l’ADN ne s’apparient que dans une certaine séquence (adénine avec thymine, et guanine avec cytosine), chaque fois qu’une cellule duplique le brin d’ADN peut spécifier la séquence dans laquelle les nucléotides doivent être copiés. Ainsi, des copies précises de l’ADN peuvent être faites et transmises de génération en génération.

Dans l’ADN, les instructions pour toutes les protéines qu’un organisme va fabriquer sont stockées.

ARN

L’ARN joue un rôle important dans la synthèse des protéines et régule l’expression des informations stockées dans l’ADN pour fabriquer ces protéines. C’est également de cette manière que l’information génétique est transportée dans certains virus.

• Les différentes fonctions de l’ARN comprennent :
• Créer de nouvelles cellules dans le corps
• Transcrire l’ADN en protéines
• Agir comme un messager entre l’ADN et les ribosomes
• Aider les ribosomes à choisir les bons acides aminés pour créer de nouvelles protéines dans le corps.

Ces fonctions sont assurées par des ARN portant des noms différents. Ces noms incluent :

• Arrêté de transfert (ARNt)
• Arrêté ribosomal (ARNr)
• Arrêté messager (ARNm).

ATP

Cependant, tous les acides nucléiques ne sont pas impliqués dans le traitement des informations stockées dans les cellules. L’acide nucléique adénosine triphosphate (ATP), composé d’une base azotée adénine, d’un sucre ribose à 5 carbones et de trois groupes phosphates, est impliqué dans la production d’énergie pour les processus cellulaires.

Les liaisons entre les trois groupes phosphates sont des liaisons à haute énergie, et fournissent de l’énergie à la cellule. Toutes les cellules vivantes utilisent l’ATP pour obtenir de l’énergie afin de leur permettre de remplir leurs fonctions.

Pour fournir de l’énergie, le dernier groupe phosphate de la chaîne est retiré, ce qui libère de l’énergie. Ce processus transforme l’ATP en adénosine diphosphate (ADP). Le retrait de deux groupes phosphates de l’ATP génère l’énergie nécessaire à la création de l’adénosine monophosphate (AMP).

L’ATP peut être créé à nouveau par un processus de recyclage dans les mitochondries qui recharge les groupes phosphates et les ajoute à nouveau sur la chaîne.

L’ATP est impliqué dans le transport des protéines et des lipides dans et hors des cellules, connu respectivement sous le nom d’endocytose et d’exocytose. L’ATP est également important dans le maintien de la structure globale d’une cellule, car il aide à construire les propriétés du cytosquelette de la cellule.

En termes de fonctions corporelles spécifiques, l’ATP est important dans la contraction musculaire. Cela inclut les contractions effectuées par le cœur lorsqu’il bat, ainsi que les mouvements effectués par des groupes musculaires plus importants.

Résumé

L’acide nucléique est une partie essentielle de tous les êtres vivants et constitue l’élément constitutif de l’ADN et de l’ARN. On le trouve dans toutes les cellules et aussi dans certains virus. Les acides nucléiques ont un ensemble très diversifié de fonctions, comme la création de cellules, le stockage et le traitement de l’information génétique, la construction de protéines et la génération de cellules énergétiques.

Bien que leurs fonctions puissent différer, les structures de l’ADN et de l’ARN sont très similaires, seules quelques différences fondamentales dans leur composition moléculaire les différencient.

Citations

.