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Pourquoi le désoxyribose pour l'ADN et le ribose pour l'ARN ?


Pourquoi l'ADN est-il fait de désoxyribose et l'ARN fait-il de ribose ? Pourquoi ne peuvent-ils pas tous les deux utiliser du ribose ou du désoxyribose ? Je pense que le désoxyribose donne un avantage dans le stockage des gènes, le travail de l'ADN et du ribose est mieux traité en dehors du noyau… mais pourquoi ?


Belle question qui mène aux fondamentaux de l'ADN et de l'ARN.

L'ADN (acide désoxyribonucléique) est le noyau de la vie sur Terre, chaque organisme vivant connu utilise l'ADN comme épine dorsale génétique. L'ADN est si précieux et vital pour les eucaryotes qu'il est conservé emballé dans le noyau cellulaire, il est copié mais jamais supprimé car il ne quitte jamais la sécurité du noyau. L'ADN dirige toute l'activité cellulaire en la déléguant à l'ARN. L'ARN (acide ribonucléique) a des rôles biologiques variés dans le codage, le décodage, la régulation et l'expression des gènes. L'ARN transporte des messages du noyau cellulaire vers le cytoplasme.

La structure des nucléotides d'ARN est très similaire à celle des nucléotides d'ADN, la principale différence étant que le squelette du sucre ribose dans l'ARN possède un groupe hydroxyle (-OH) que l'ADN n'a pas. Cela donne son nom à l'ADN : ADN signifie acide désoxyribonucléique. Une autre différence mineure est que l'ADN utilise la base thymine (T) à la place de l'uracile (U). Malgré de grandes similitudes structurelles, l'ADN et l'ARN jouent des rôles très différents les uns des autres dans les cellules modernes.

http://exploringorigins.org/rna.html

L'ARN a trois caractéristiques principales qui le différencient de l'ADN

  • L'ARN est très instable et se décompose rapidement.
  • L'ARN contient de l'uracile à la place de la thymine
  • L'ARN est presque toujours simple brin.

L'ADN et l'ARN utilisent un sucre ribose comme élément principal de leurs structures chimiques, le sucre ribose utilisé dans l'ADN est le désoxyribose, tandis que l'ARN utilise du sucre ribose non modifié.

Ribose et désoxyribose


D'après la figure ci-dessus, nous pouvons voir que la principale différence entre les deux molécules est la présence d'OH dans le ribose (queue 2') et l'absence dans le désoxyribose. Il y a une différence dans un atome d'oxygène car le nom est désoxyribose. Le ribose et le désoxyribose ont tous deux un atome d'oxygène (O) et un atome d'hydrogène (H) (un groupe OH) sur leurs sites 3'. Les groupes OH sont de nature très réactive, de sorte que la queue 3' OH est nécessaire pour que des liaisons phosphodiester se forment entre les nucléotides dans les atomes de ribose et de désoxyribose.


Réponse

L'ADN est une molécule si importante qu'il doit être protégé de la décomposition et des réactions ultérieures. L'absence d'un oxygène est la clé pour prolonger la longévité de l'ADN. Lorsque l'oxygène 2' est absent dans le désoxyribose, la molécule de sucre est moins susceptible d'être impliquée dans des réactions chimiques (la nature agressive de l'oxygène dans les réactions chimiques est célèbre). Ainsi, en supprimant l'oxygène de la molécule de désoxyribose, l'ADN évite d'être décomposé. Du point de vue de l'ARN, l'oxygène est utile, contrairement à l'ADN, l'ARN est un outil à court terme utilisé par la cellule pour envoyer des messages et fabriquer des protéines dans le cadre de l'expression des gènes. En termes simples, l'ARNm (ARN messager) a pour fonction d'activer et de désactiver les gènes, lorsqu'un gène doit être activé, l'ARNm est fabriqué et pour le maintenir désactivé, l'ARNm est supprimé. Donc le groupe OH en 2' est utilisé pour décomposer l'ARN rapidement, rendant ainsi les gènes affectés à l'état OFF.

Finalement, le sucre ribose est placé dans l'ARN pour le décomposer facilement et l'ADN utilise le sucre désoxyribose pour la longévité.

Les références

Chair et os du métabolisme - Marek H. Dominiczak

La génétique pour les nuls - Tara Rodden Robinson


Ajout à la réponse de Jvrek en fonction des commentaires. La plupart des mécanismes de dégradation de l'ARN catalysés par différentes RNAses (RNAse-A et RNAse-S, par exemple), impliquent le 2'-OH. Par conséquent, le répertoire des ARNases est sélectif vis-à-vis de l'ARN et non de l'ADN à cause du 2'-OH.


Pourquoi l'ADN pour le matériel génétique ?

Je pense que la réponse correcte et suffisante à cette question est celle qui est si souvent répétée qu'il est difficile de trouver la source originale. Par exemple, G.F.Joyce a écrit dans un article de revue Nature en 2002 :

Le principal avantage de l'ADN par rapport à l'ARN en tant que matériel génétique est la plus grande stabilité chimique de l'ADN, permettant des génomes beaucoup plus grands basés sur l'ADN.

Pour se développer, l'ARN ne convient pas aux grands génomes car le 2'-OH du ribose (évidemment absent du 2'-dexoyribose de l'ADN) rend la liaison phosphodiester sensible à l'hydrolyse alcaline (voir illustration adaptée de l'article Wikipedia).

Cela se produira lentement à pH 7,6, mais à une vitesse calculée pour être suffisante pour dégrader un ARN de 1000 nucléotides en environ 70 jours. Cela explique pourquoi tous les virus à ARN ont de petits génomes (et pourquoi certains, comme le virus de la grippe, sont segmentés).

Pourquoi l'ARN pour d'autres fonctions informationnelles ?

Il existe une variété de ad hoc arguments ici, mais aucun aussi concluant que l'argument ci-dessus pour l'ADN. C'est en partie parce qu'il existe une variété de fonctions que l'ARN remplit - on peut faire des arguments différents pour chacune. Avant de faire un point que je ne pense pas avoir été fait ci-dessus, je dirais que l'ARN a très probablement précédé l'ADN (que l'on pense ou non qu'il a précédé la protéine) et qu'il aurait dû y avoir un avantage sélectif pour que les organismes passent de ARN à ADN. On peut le voir pour le génome, mais pas pour les autres fonctions.

Cet argument s'applique également à la catalyse, mais d'une manière légèrement différente. Si les enzymes ARN (ribozymes) ont précédé les enzymes protéiques, la plupart des ribozymes ont été abandonnés car les enzymes protéiques sont plus efficaces et les organismes qui les ont développées étaient avantagés. Ceux qui restent sont si intimement impliqués dans l'ARN que le remplacement par des protéines aurait été difficile. Ainsi, les réponses à cette question sur l'incapacité de l'ADN à remplacer l'ARN catalytique, bien que correctes, me semblent périphériques à la question générale de la fonction de l'ARN.

La fonction centrale de l'ARN est sûrement dans la synthèse des protéines - ARNm, ARNr, ARNt. Une chose que ceux-ci ont peut-être en commun est une structure tridimensionnelle qui diffère d'une double hélice étendue. (Oui, l'ARNm a également une structure tertiaire.) L'ARN se prête plus facilement à de telles structures car la différence chimique entre le ribose et le désoxyribose conduit à une structure hélicoïdale différente (hélice A) de celle de l'ADN (hélice B). Pour citer Fohrer et al.:

La présence du groupe ribose 2'-hydroxyle dans l'ARN engendre une préférence pour le C3'-endo plissement, fournissant ainsi le facteur décisif pour les différences de conformation, d'hydratation et de stabilité thermodynamique entre les hélices canoniques d'ARN et d'ADN.

(Image de Niel Henriksen montrant C3'- et C2'-endo pli de ribose. C2'-endo le pli se trouve dans le désoxyribose de l'hélice de l'ADN-B.)

L'hélice A d'ARN implique un appariement de bases moins strict que l'hélice B d'ADN (d'où la plus grande fréquence d'erreur dans la réplication des génomes de virus à ARN), ce qui se reflète également dans l'appariement de bases non WC dans l'ARNr et l'ARNt. (La présence de U dans l'ARN, plutôt que de T dans l'ADN doit également être mentionnée - les paires de bases GU sont fréquemment trouvées dans l'ARNr.)


Fondamentalement, c'est parce que l'ADN est si hydrophobe qu'il ne catalyse pas substantiellement les réactions dans les solutions aqueuses.

L'ARN est moins hydrophobe et donc plus apte à catalyser des réactions aqueuses, mais la même réactivité signifie qu'il est plus sensible à la dégradation et donc moins adapté que l'ADN au stockage de gènes.

L'ARN est plus polaire et donc moins hydrophobe que l'ADN en raison de la polarité accrue du groupe hydroxyle supplémentaire dans le ribose par rapport au désoxyribose.

Cela signifie que l'ADN est plus stable que l'ARN, car les brins sont plus difficiles à séparer car ils sont plus attirés les uns par les autres que l'eau environnante. Parce qu'il est plus stable, il est plus adapté au stockage de séquences génétiques avec moins de dégradation que l'ARN.

Mais parce que l'ADN est si stable qu'il nécessite une quantité substantielle de machines juste pour séparer et maintenir séparés les brins lorsqu'ils sont nécessaires. Il est donc peu probable que l'ADN soit le matériel génétique d'origine issu d'une chimie prébiotique beaucoup plus simple.

L'ARN étant plus polaire est plus facile à séparer. Contrairement à l'ADN, il peut également catalyser une grande variété de réactions ne nécessitant que l'ARN et une certaine chimie prébiotique comme les ions métalliques ou les acides gras simples.

Par exemple, l'intron du groupe I peut catalyser le transfert d'un seul électron en présence d'ions fer (II). Et il peut catalyser son excision à partir d'une section d'ARN avec du fer (II) ou plus communément des ions magnésium. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3365117/

En fait, dans presque tous les processus biologiques hautement conservés, vous trouverez une chimie d'ARN rémanent, voire de petits morceaux d'ARN retenus par des protéines qui font le gros du travail. Cela conduit à l'hypothèse du monde de l'ARN, qui postule que l'ARN a émergé avant l'ADN et avant les protéines. https://www.youtube.com/watch?v=U6QYDdgP9eg

Mais étant plus facile à séparer, l'ARN est plus sensible à la dégradation par les réactifs aqueux, et être moins stable est moins adapté au stockage de gènes sans dégradation. Donc, si un organisme trouvait un moyen de transformer son ARN en ADN pour le stockage et vice-versa, il aurait un avantage sélectif important.

Un tel mécanisme pourrait être aussi simple qu'une protéine ou un ribozyme qui pourrait préférentiellement maintenir l'ADN en contact avec l'ARN. Ensuite, les mécanismes normaux de ligature des brins pourraient fonctionner à la fois pour produire de l'ADN à partir de matrices d'ARN et de l'ARN à partir de matrices d'ADN.

Au fil du temps, des versions spécialisées auraient tendance à apparaître pour effectuer chaque tâche, mais chacune s'appuyant sur le mécanisme de maintien d'origine, qui lui-même aurait pu s'appuyer sur le mécanisme de la ligase. Aujourd'hui, il existe un certain nombre de petits ARN de liaison à l'ADN et à l'ARN hautement apparentés impliqués dans de nombreux processus analogues. Recherche de la structure, de la fonction et de la reconnaissance de l'ARN par Anna Marie Pyle sur iBioseminars.

Je voudrais en lier d'autres, mais je n'en ai pas la réputation. Mais voir aussi "L'Origine du Code Génétique" de cdk007 dans la même série. Il y a aussi 3 excellentes vidéos sur l'abiogenèse, l'ARN et les "protocellules" des vésicules d'acides gras par Jack Szostak sur l'ibiologie. Recherchez-les simplement.


6.2 : ADN et ARN

  • Une contribution de Suzanne Wakim et de Mandeep Grewal
  • Professeurs (biologie moléculaire cellulaire et science des plantes) au Butte College

Ce jeune a les cheveux naturellement roux. Pourquoi ces cheveux sont-ils rouges au lieu d'une autre couleur ? Et, en général, qu'est-ce qui provoque l'apparition de traits spécifiques ? Il y a une molécule dans les êtres humains et la plupart des autres êtres vivants qui est en grande partie responsable de leurs traits. La molécule est grande et a une structure en spirale chez les eucaryotes. De quelle molécule s'agit-il ? Avec ces indices, vous savez probablement que la molécule est l'ADN.

Figure (PageIndex<1>) : cheveux roux


Les acides nucléiques sont composés de nucléotides liés. L'ADN comprend le sucre, le désoxyribose, combiné avec des groupes phosphate et des combinaisons de thymine, cytosine, guanine et adénine. L'ARN comprend le sucre, le ribose avec des groupes phosphate et des combinaisons d'uracile, de cytosine, de guanine et d'adénine.

L'ADN et l'ARN sont des acides nucléiques et constituent les instructions génétiques d'un organisme. Leurs monomères sont appelés nucléotides, qui sont constitués de sous-unités individuelles. Les nucléotides sont constitués d'un sucre 5-carbone (un pentose), d'un phosphate chargé et d'un Base azotée (Adénine, Guanine, Thymine, Cytosine ou Uracil). Chaque carbone du pentose a une désignation de position de 1 à 5. Une différence majeure entre l'ADN et l'ARN est que l'ADN contient du désoxyribose et que l'ARN contient du ribose. La caractéristique discriminante entre ces pentoses est à la position 2&prime où un groupe hydroxyle dans le ribose est substitué par un hydrogène.

L'ADN a une structure en double hélice. Deux brins antiparallèles sont liés par des liaisons hydrogène.

La vidéo suivante illustre la structure et les propriétés de l'ADN.

L'ADN est une molécule à double hélice. Deux brins antiparallèles sont liés entre eux par des liaisons hydrogène. L'adénine forme 2 liaisons H avec la thymine. La guanine forme des liaisons 3 H avec la cytosine. Cette correspondance AT & GC est appelée complémentarité. Alors que les bases azotées se trouvent à l'intérieur de la double hélice (comme les barreaux d'une échelle), le squelette répétitif du sucre pentose et du phosphate forme le squelette de la molécule. Notez que le phosphate a une charge négative. Cela rend l'ADN et l'ARN globalement chargés négativement.

Il y a 10 bases pour chaque tour complet de la double hélice de l'ADN.


Différence entre le désoxyribose et le ribose

Le désoxyribose et le ribose sont des sucres simples qui font partie des acides nucléiques qui sont l'une des macromolécules importantes présentes dans tous les organismes vivants. Tout comme les protéines et les glucides, l'acide nucléique est également essentiel à la survie de tous les organismes vivants.

Le désoxyribose est un aldopentose, c'est-à-dire un sucre pentose avec une fonction aldéhyde en position. Un groupe aldéhyde est constitué d'un atome de carbone lié à un atome d'hydrogène et doublement lié à un atome d'oxygène (formule chimique O=CH-).

Le désoxyribose est dérivé du ribose. Le ribose forme un cycle à cinq membres composé de quatre atomes de carbone et d'un atome d'oxygène. Des groupes hydroxyle (-OH) sont attachés à trois des carbones. Le quatrième carbone du cycle, l'un des atomes de carbone adjacents à l'oxygène, qui est attaché au cinquième atome de carbone et à un groupe hydroxyle. Le désoxyribose est formé par le remplacement du groupe hydroxyle à la position, le carbone le plus éloigné du carbone attaché par de l'hydrogène, entraînant la perte nette d'un atome d'oxygène. Le ribose a la formule chimique C5H10O5. Ainsi, le désoxyribose a la formule chimique C5H10O4.

Le désoxyribose et le ribose sont tous deux des formes de sucres simples ou de monosaccharides que l'on trouve dans les organismes vivants. Ils sont d'une grande importance biologique car ils aident à former le modèle de l'organisme qui est ensuite transmis de génération en génération. Tout changement dans le modèle d'une génération de l'espèce se manifeste dans la suivante sous la forme de changements physiques ou évolutifs. Mais le ribose et le désoxyribose ont des différences subtiles mais vitales.

Désoxyribose –

Le désoxyribose est également une forme de sucre pentose mais avec un atome d'oxygène en moins. La formule chimique du sucre désoxyribose est C5H10O4. C'est aussi un sucre aldopentose car il a un groupe aldéhyde qui lui est attaché. La modification aide les enzymes présentes dans le corps vivant à différencier l'acide ribonucléique de l'acide désoxyribonucléique. La forme du sucre désoxyribose est telle que quatre atomes de carbone sur cinq avec un atome d'oxygène forment un cycle à cinq chaînons. L'atome de carbone restant est attaché à deux atomes d'hydrogène et se trouve à l'extérieur du cycle. Les groupes hydroxyle sur les troisième et cinquième atomes de carbone sont libres de se fixer aux atomes de phosphate. En conséquence, seuls deux atomes de phosphate peuvent se fixer au sucre désoxyribose. Le désoxyribose plus une base protéique qui peut être soit une purine soit une pyramidine forme le désoxyribonucléoside. Lorsque les atomes de phosphate se fixent au désoxyribonucléoside, ils forment l'acide désoxyribonucléique ou l'ADN. L'ADN est le réservoir de l'information génétique dans tous les organismes vivants. Chaque organisme a un ADN différent qui est responsable des caractéristiques de cette espèce ou de cet organisme. Les changements dans la molécule d'ADN entraînent un changement dans la constitution génétique de l'organisme. L'ADN est une structure en double hélice composée de nucléotides attachés en forme de spirale. Le nucléotide est composé d'une base azotée, de sucre pentose et de phosphate. L'arrangement de la base azotée forme le code génétique de cet organisme.

C'est un sucre pentose qui a cinq atomes de carbone et dix atomes d'hydrogène. Sa formule moléculaire est C5H10O5. Ceci est également connu sous le nom d'aldopentose car il a un groupe aldéhyde attaché à la fin de la chaîne sous la forme ouverte. Le sucre ribose est un monosaccharide régulier dans lequel un atome d'oxygène est attaché à chaque atome de carbone de la chaîne. Sur le deuxième atome de carbone, au lieu d'hydrogène, un groupe hydroxyle est attaché. Les groupes hydroxyle sur les deuxième, troisième et cinquième atomes de carbone sont libres de sorte que trois atomes de phosphate peuvent s'y attacher. Le ribonucléoside formé par la combinaison de sucre ribose et d'une base azotée devient ribonucléotide, lorsqu'un atome de phosphate s'y attache. La base peut être soit de la purine, soit de la pyramidine, qui sont en fait des types d'acides aminés. Les acides aminés sont les éléments constitutifs des protéines. Le ribonucléotide ou acide ribonucléique (ARN) possède trois centres chiraux et huit stéréoisomères. Le sucre ribose se trouve dans l'ARN des organismes vivants. L'ARN est une molécule simple brin qui s'enroule sur elle-même. L'ARN ou acide ribonucléique est la molécule responsable du codage et du décodage de l'information génétique. Dans un langage simple, il aide à copier et à exprimer l'empreinte bleue de l'organisme et aide également au transfert d'informations génétiques à la descendance. Ils aident également à la synthèse des protéines.

Pourquoi le désoxyribose pour l'ADN et le ribose pour l'ARN ?

L'ADN (acide désoxyribonucléique) est le noyau de la vie sur Terre, chaque organisme vivant connu utilise l'ADN comme épine dorsale génétique. L'ADN est si précieux et vital pour les eucaryotes qu'il est conservé emballé dans le noyau cellulaire, il est copié mais jamais supprimé car il ne quitte jamais la sécurité du noyau. L'ADN dirige toute l'activité cellulaire en la déléguant à l'ARN. L'ARN (acide ribonucléique) a divers types de rôles biologiques dans le codage, le décodage, la régulation et l'expression des gènes. L'ARN transporte des messages du noyau cellulaire vers le cytoplasme.

L'ADN et l'ARN utilisent un sucre ribose comme élément principal de leurs structures chimiques, le sucre ribose utilisé dans l'ADN est le désoxyribose, et tandis que l'ARN utilise du sucre ribose non modifié.


Qu'est-ce que le désoxyribose

Le désoxyribose est un pentose monosaccharide ou sucre simple avec la formule chimique de C5H10O4. Son nom précise qu'il s'agit d'un sucre désoxy. Il résulte du sucre ribose par la perte d'un atome d'oxygène. Il a deux énantiomères D-2-désoxyribose et L-2-désoxyribose. Cependant, D-2-désoxyribose se produit largement dans la nature, mais L-2-désoxyribose proviennent rarement de la nature. Il a été découvert en 1929 par Phoebus Levene. Le D-2-désoxyribose est le principal précurseur de l'ADN d'acide nucléique (acide désoxyribonucléique).


Structure

Les structures chimiques du ribose et du désoxyribose sont indiquées ci-dessous. En les regardant, nous pouvons noter les points suivants.

Similitudes

► Le ribose et le désoxyribose sont tous deux des monosaccharides ou des sucres simples.

► Les deux sont des aldopentoses, ce qui signifie que les deux sont des molécules de sucre pentose qui, sous leur forme à chaîne ouverte, ont un groupe fonctionnel aldéhyde à une extrémité. Un sucre pentose est un sucre composé de 5 atomes de carbone.

Différences

► Alors que le ribose est une molécule régulière de sucre, le désoxyribose est un sucre modifié. Le désoxyribose est un sucre désoxy dérivé du ribose par la perte d'un atome d'oxygène. C'est la raison pour laquelle le nombre d'atomes d'oxygène dans le désoxyribose est inférieur d'un à celui du ribose. Cette différence permet aux enzymes de distinguer les deux molécules de sucre.

► Le ribose, comme les autres aldopentoses, possède trois centres chiraux, ce qui permet au ribose d'avoir 8 stéréoisomères différents. Le 2-désoxyribose, quant à lui, possède deux énantiomères (stéréoisomères identiques mais non superposables).


Qu'est-ce que l'ARN ?

ARN signifie acide ribonucléique.Sa fonction est d'exécuter les instructions codées dans l'ADN. Il existe trois types d'ARN, chacun ayant une fonction différente. Ceux-ci sont:

ARN messager (ARNm)– L'ARNm transporte des informations pour la synthèse des protéines des molécules d'ADN dans le noyau vers le ribosomes

ARN ribosomique (ARNr)– l’ARNr est un composant structurel de ribosomes(les organites qui effectuent la synthèse des protéines)

ARN de transfert (ARNt)– l'ARNt transfère les acides aminés au ribosome. Ces acides aminés sont utilisés pour assembler un nouveau chaîne polypeptidique

L'ARN est composé de ribonucléotides,chacun contenant un groupe phosphate, un sucre à 5 carbones et une base nucléotidique. Les quatre types de bases azotées présentes dans les molécules d'ARN sont :

Par conséquent, les quatre types de nucléotide d'ARN sont :

  • Un nucléotide (contenant adénine)
  • U nucléotide (contenant uracile)
  • nucléotide G (contenant guanine)
  • nucléotide C (contenant cytosine)

Comme dans les molécules d'ADN, ces ribonucléotides sont reliés entre eux par liaisons phosphodiesterqui se forment entre le carbone 3' d'un sucre et le carbone 5' d'un autre. Contrairement à l'ADN, l'ARN est une molécule simple brin, mais il peut toujours former des structures double brin.

Les paires de basesdans les molécules d'ARN sont :


L'ARN et l'ADN contiennent respectivement des sucres ribose et désoxyribose. En quoi ces deux sucres sont-ils différents l'un de l'autre ? une. Contrairement au ribose, le désoxyribose n'a pas de groupe hydroxyle au carbone 1. b. Contrairement au ribose, le désoxyribose n'a pas de groupe hydroxyle au carbone 2. c. Contrairement au ribose, le désoxyribose n'a pas de groupe hydroxyle au carbone 3. d. Contrairement au ribose, le désoxyribose n'a pas de groupe hydroxyle au carbone 4.

Q : En utilisant les équations 2 Fe (s) + 3 Cl₂ (g) → 2 FeCl₃ (s) ∆H° = -800,0 kJ/mol Si(s) + 2 Cl₂ (g) → SiCl₄.

A : Les réactions données sont 1) 2 Fe (s) + 3 Cl₂ (g) → 2 FeCl₃ (s) ∆H° =.

A: Soit , moles de Cl2 = 1,3 moles de HCl = 1,6 mole de volume de ballon = 250 .

Q : Pourquoi le 1-butanol, CH₃CH₂CH₂CH-OH, est-il soluble dans l'eau, alors que l'heptane, CH₃(CH₂)₅CH₃, ne l'est pas ?

R : Pourquoi le 1-butanol, CH₃CH₂CH₂CH-OH, est-il soluble dans l'eau, alors que l'heptane, CH₃(CH₂)₅CH₃, ne l'est pas ?

Q : Quel est le produit de la réaction suivante ? LIAIH, puis HO NH HO, NH2 NH NH NH2

A : Le réactif donné est la pipéridin-2-one. LiAlH4 est un agent réducteur.

Q : X(s)|X5+ (0,94 M) || Mn O4 1 moins (1,10 M)|Mn O2(s)|H+ (0,51 M)Le potentiel de réduction pour X5+ est de 2.

R : L'équation de Nernst est illustrée ci-dessous : Où : Ecell = potentiel de cellule E0cell = potentiel de cellule standard .

Q : Calculez la masse de soluté nécessaire pour créer 250 ml de solution 0,1 M en connaissant le poids moléculaire o.

R : Cliquez pour voir la réponse

Q : Quel type d'expérience démontre qu'un électron a les propriétés d'une onde ? A) Photoélectr.

A: L'effet photoélectrique est produit par la lumière frappant un métal et éjectant des électrons du métal su.

A : La réaction équilibrée est : Masse molaire de Cr2O3 = 152 g/mol Calcul de no. de mol de Cr2O3 :

Q : La concentration d'acétate d'éthyle dans une solution alcoolique a été déterminée en diluant un échantillon de 10,00 ml.


ADN (acide nucléique désoxyribose) : structure et fonctions

L'ADN ou acide nucléique désoxyribose est une macromolécule polydésoxyribonucléotidique à double chaîne hélicoïdale qui constitue le matériel génétique de tous les organismes à l'exception des ribovirus.

Chez les procaryotes, il se produit dans les nucléoïdes et les plasmides. Cet ADN est généralement circulaire. Chez les eucaryotes, la majeure partie de l'ADN se trouve dans la chromatine du noyau. C'est linéaire. De plus petites quantités d'ADN se trouvent dans les mitochondries et les plastes (ADN organite).

Il peut être circulaire ou linéaire. L'ADN simple brin est présent comme matériel génétique dans certains virus (par exemple, coli-phage x 174). L'ADN est la plus grande macromolécule avec un diamètre de 2 nm (20A) et une longueur en millimètres.

C'est un polymère à longue chaîne de plusieurs centaines de milliers de désoxyribonucléotides, par exemple, 4,7 millions de paires de bases dans E. coli et plus de 3 milliards de paires de bases chez l'être humain. Une molécule d'ADN a deux brins complémentaires non ramifiés. Ils sont enroulés en spirale. Les deux brins d'ADN en spirale sont collectivement appelés duplex d'ADN (Fig. 9.21).

Les deux brins ne sont pas enroulés l'un sur l'autre mais le double brin est enroulé sur lui-même autour d'un axe commun comme une corde ou un escalier en colimaçon avec des paires de bases formant des marches (échelons) tandis que les os du dos des deux brins forment des garde-corps.

En raison de la torsion en spirale, le duplex d'ADN a deux types de sillons alternés, majeurs et mineurs. Un tour de 360° de la spirale a environ 10 nucléotides sur chaque brin d'ADN. Il occupe une distance d'environ 3,4 nm (34A), c'est-à-dire que le pas de l'ADN est de 34A, de sorte que les nucléotides adjacents ou leurs bases sont séparés par un espace inférieur à 0,34 nm (3,4 A).

Un désoxyribonucléotide de l'ADN est formé par la réticulation de trois produits chimiques : l'acide phosphorique (H3PO4), le sucre désoxyribose (C5H10O4) et une base azotée. Quatre types de bases azotées sont présentes dans l'ADN.

Ils appartiennent à deux groupes, les purines (cycles doubles à 9 chaînons avec de l'azote aux positions 1, 3, 7 et 9) et les pyrimidines (cycles à six chaînons avec de l'azote aux positions 1 et 3). L'ADN a deux types de purines (adénine ou A et guanine ou G) et deux types de pyrimidines (cytosine ou et thymine ou T).

Selon le type de base azotée, l'ADN a quatre types de désoxyribonucléotides : désoxy-adénosine 5-monophosphate (d AMP), désoxy guaninosine 5-monophosphate (d GMP), désoxy thymidine 5-monophosphate (d TMP) et désoxy cytidine 5-monophosphate (d CMP).

L'épine dorsale d'une chaîne ou d'un brin d'ADN est constituée de groupes alternés de désoxyribose et d'acide phosphorique. Le groupe phosphate est connecté au carbone 5 & 8242 du résidu de sucre de son propre nucléotide et au carbone 3 & 8242 du résidu de sucre du nucléotide suivant par des liaisons phosphodiester. -H de phosphate et -OH de sucre sont éliminés sous forme de H2O lors de chaque formation d'ester.

À une extrémité du brin d'ADN, le dernier sucre a son 5-C libre tandis qu'à l'autre extrémité, le 3-C du premier sucre est libre. Ils sont respectivement appelés extrémités 5′ et 3′. Le groupe phosphate fournit de l'acidité aux acides nucléiques car au moins un de ses groupes latéraux est libre de se dissocier.

Les bases azotées sont perpendiculaires à l'axe longitudinal des chaînes d'ADN. Ils sont attachés à l'atome de carbone 1 des sucres par des liaisons glycosidiques. La pyrimidine est attachée au désoxyribose par son atome N à la position 1 & 8242 tandis qu'une purine le fait par l'atome N à la position 9 & 8217.

Les deux chaînes d'ADN sont antiparallèles, c'est-à-dire qu'elles sont parallèles mais dans des directions opposées. Dans une chaîne la direction est 5′ → 3′ tandis que dans l'autre c'est 3′ → 5′ (Fig. 9.22). Les deux chaînes sont maintenues ensemble par des liaisons hydrogène entre leurs bases. L'adénine (A), une purine d'une chaîne se trouve exactement en face de la thymine (T), une pyramidine de l'autre chaîne. De même, la cytosine (C, une pyramidine) se trouve en face de la guanine (G, une purine).

Cela permet une sorte d'arrangement de serrure et de clé entre la purine de grande taille et la pyrimidine de petite taille. Elle est renforcée par l'apparition de liaisons hydro­gen entre les deux. Trois liaisons hydrogène se produisent entre la cytosine et la guanine (CsG) aux positions 1-1 & 8242, 2 & 8242 & 8211 6 & 8242 et 6 & 8242 -2'.

Il existe deux liaisons hydrogène de ce type entre l'adénine et la thymine (A = T) qui se forment aux positions 1' -3 & 8242 et 6 & 8242 -4'. Des liaisons hydrogène se produisent entre l'hydrogène d'une base et l'oxygène ou l'azote de l'autre base. Étant donné que des bases azotées spécifiques et différentes se trouvent sur les deux chaînes d'ADN, ces dernières sont complémentaires.

Ainsi, la séquence de par exemple AAGCTCAG d'une chaîne aurait une séquence complémentaire de TTCGAGTC sur l'autre chaîne. En d'autres termes, les deux chaînes d'ADN ne sont pas identiques. C'est à cause d'un appariement de bases spécifique avec une purine située en face d'une pyrimidine. Cela donne aux deux chaînes une épaisseur de 2 nm.

Une paire de bases purine-purine le rendra plus épais tandis qu'une paire de bases pyrimidine-pyrimidine le rendra plus étroit que 2 nm. Une purine de plus grande taille se trouve donc en face de la pyrimidine de plus petite taille, A opposé à T et opposé à G. Cet appariement de bases spécifique rend les deux chaînes complémentaires.

Brins sens et antisens :

Les deux brins d'ADN ne participent pas au contrôle de l'hérédité et du métabolisme. Un seul d'entre eux le fait. Le brin d'ADN qui sert de matrice pour la synthèse d'ARN est appelé brin matrice, brin moins (-) ou brin antisens.

Son brin complémentaire est nommé brin non gabarit, plus brin (+), brin sens ou brin codant. Ce dernier nom est donné parce que, par convention, le code génétique de l'ADN est écrit selon sa séquence.

ADN non-modèle, Sense (+) ou brin de codage

Modèle d'ADN, antisens ou non codant ou brin (-)

(5′) G С AU U С G G С U AG U A AC (3′)

L'ARN est transcrit sur 3′ → 5′ (-) stranu (matrice/anti-brin) de l'ADN dans la direction 5 3. Le brin (+) de l'ADN est le brin codant qui porte l'information génétique mais n'est pas un modèle. Le terme antisens est également utilisé dans une perspective plus large pour toute séquence ou brin d'ADN (ou ARN) qui est complémentaire de l'ARNm.

Dénaturation (= Fusion) :

Les liaisons hydrogène entre les bases azotées des brins d'ADN complémentaires peuvent se rompre en raison d'une température élevée, d'un pH faible ou élevé. Le phénomène est appelé dénaturation ou fonte. Puisqu'une paire de bases A-T n'a que deux liaisons hydrogène, la zone riche en paires de bases A-T peut subir une dénaturation facile.

C'est ce qu'on appelle la zone de faible fusion. La zone riche en paires de bases G-С est comparativement plus stable car trois liaisons hydrogène relient les bases azotées complémentaires. Les brins d'ADN séparés par fusion peuvent se réassocier et former un duplex. Le phénomène est appelé renaturation.

ADN palindromique et répétitif :

Le duplex d'ADN possède des zones où la séquence de nucléotides est la même mais opposée dans les deux brins, par exemple,

Ces zones sont appelées palindromes ou régions palindromes. Les régions liées à la transcription de l'ARN ribosomique sont souvent palindromiques. La signification exacte de ce genre d'arrangement n'est pas connue.

Fonctions de l'ADN :

(1) L'ADN est un matériel génétique qui porte toutes les informations héréditaires codées dans l'arrangement de ses bases azotées.

(2) Il a la propriété de réplication (fonction autocatalytique) indispensable pour transmettre l'information génétique d'une cellule à ses filles ou d'une génération à l'autre.

(3) Le croisement produit des recombinaisons.

(4) Les changements de séquence et de nombre de nucléotides produisent des mutations. Les mutations sont la source de toutes les variations et de la formation de nouvelles espèces.

(5) Il donne naissance à des ARN par transcription (fonction hétérocatalytique).

(6) L'ADN contrôle les réactions métaboliques des cellules par le biais d'ARN et de la synthèse dirigée par l'ARN de protéines, d'enzymes et d'autres produits biochimiques.

(7) La différenciation de diverses parties du corps est due au fonctionnement différentiel de parties spécifiques de l'ADN.

(8) Les stades de développement se produisent dans le cycle de vie d'un organisme par une horloge interne du fonctionnement de l'ADN.