brin sens

Stage de Pré-Rentrée de Biochimie
Chapitre 3 :
Biologie Moléculaire
Cours
30 août 2013
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Les acides nucléiques


Il existe plusieurs types d'acides nucléiques, mais
essentiellement deux vont nous intéresser, l'Acide
DésoxyriboNucléique (ADN, ou DNA), et l'Acide
RiboNucléique (ARN, ou RNA).
Ils sont composés d'un enchaînement d'unités appelées
nucléotides. Ces nucléotides sont composés d'un sucre (le
Ribose pour l'ARN, et le Désoxyribose pour l'ADN), d'une
base azotée, et d'un phosphate.
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Les bases azotées

On distingue deux grands types de bases :
-Les bases puriques
-Les bases pyrimidiques

Ces bases peuvent s'apparier entre elles, via des liaisons
hydrogènes, dans le cas d'un Acide Nucléique double brin
par exemple.
Ainsi, l'Adénine s'appariera avec la Thymine (dans l'ADN), ou
l'Uracile (dans l'ARN), par deux liaisons hydrogènes. La
guanine, à la cytosine, par trois liaisons hydrogènes.
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Les bases Puriques
L'Adénine
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La Guanine
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Les bases Pyrimidiques
L'Uracile
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La Thymine
La Cytosine
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Les Liaisons entre les structures

Les différentes structures
d'un nucléotide sont liées
entre elles par différentes
liaisons :
-Une liaison N-osidique, entre
un azote de la base, et le
carbone 1' de l'ose.
-Une liaison ester entre le
carbone 5' de la base, et le
premier phosphate.
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-Une liaison anhydride
d'acide, entre les phosphates
(non représentée sur ce
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schéma)
Quelques notions de nomenclature


Un NuléoSide est une base reliée à un ose. Ils se nomment,
(désoxy-)adénosine, (d-)thymidine, (d-)guanosine, (d)cytidine et uridine. On peut ainsi avoir des nucléosides
reliés à un, deux ou trois phosphates (respectivement, mono,
di, et tri phosphate).
Un NucléoTide, c'est une base, un ose, et un ou plusieurs
phosphates. Ils se nomment, (d-)Adenylate, (d-)Guanilate,
(d-)Cytidilate, Uridilate, et (d-)Thymidylate.
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Les liaisons entre nucléotide
Les Acides Nucléique étant
constitués d'un enchaînement
de nucléotides, ils doivent
pouvoir se lier entre eux.
Ainsi, chaque nucléotide est lié
au suivant par une liaison
ester entre l'alcool porté par
son carbone 3', et le
phosphate du nucléotide
suivant.
On parle de liaison
phosphodiester.
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Les liaisons entre nucléotides
On a deux extrémités libres, une à chaque bout du brin
d’ADN/ARN.
-La première correspondant au Nucléotide dont le phosphate
n'est lié à aucun autre nucléotide, est nommé extrémité 5'.
-La seconde, correspond au Nucléotide dont la fonction alcool
n'est pas estérifiée avec un autre Nucléotide. Elle se nomme
extrémité 3'.

Par convention, le sens de lecture d'un Acide Nucléique est
de 5' vers 3'.
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Les différences entre ADN et ARN
ADN




Plus long
Il est « double brin », c'est à
dire composé de deux brins
complémentaires.
L'ose de ses bases est le
désoxy-ribose.
Il y a de la Thymine mais
pas d’Uracile.
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ARN

Plus court.

Simple brin


L'ose de ses bases est le
ribose.
Il n’y a pas de Thymine,
mais des Uraciles à leur
place.
10
Les gènes

Un gène est une séquence de l'ADN dont l'expression
permet in fine la création d'une protéine
Cette expression est divisée en deux étapes :
-La Transcription, qui correspond à la synthèse (par l'ARNpolymérase II) d'un ARNm comprenant la séquence
nécessaire à la création d'une protéine
-La Traduction, qui correspond à la traduction de
l’enchaînement des nucléotides de l'ARNm en séquence
d'Acides Aminés par les ribosomes cytoplasmiques.
(On ne traitera que la transcription lors de ce cours)
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Le brin sens, et le brin anti-sens

L'ADN étant double brin, et le gène étant un « morceau »
d'ADN, on a donc une séquence sur chaque brin.
-On appelle le brin sens, le brin contenant l'information
génétique. Autrement dit, la séquence de nucléotide
nécessaire a la création d'une protéine, et dont la séquence
sera « recopiée » dans l'ARNm.
-Le brin antisens, est le brin complémentaire du brin sens.
C'est celui qui servira de matrice à la création de l'ARNm.
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La transcription

Elle est divisée en trois étapes :



L’initiation
L’Élongation
La Terminaison
(oui, cette diapo est vide u_u )
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L'initiation
En amont des premiers nucléotides transcrits se trouvent des
séquences non codantes, permettant la régulation de cette
transcription.

On y trouve en particulier le promoteur du gène, dont les
deux principaux éléments sont :
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
La boite TATA, située environ 30 nucléotides avant le premier
nucléotide transcrit sur le brin sens. Elle est constituée par la
même séquence (TATATA) sur les deux brins.

La boite CAAT, située environ 80 nucléotides avant le premier
transcrit sur le brin sens. Elle est donc en amont de la boite
TATA sur le brin sens.
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L'initiation
Les séquences d'ADN permettant la régulation de cette étape
sont les facteurs cis-régulateurs.
Elles fixent les facteurs trans-régulateurs, qui sont des
protéines.
Le premier facteur trans-régulateur est TFIID. Il se fixe à la
boite TATA, sur les deux brins. D'autres facteurs vont
ensuite se fixer, et former ainsi le complexe d'initiation de
la traduction. (vous le verrez de manière plus détaillée dans
le cours cette année)
La transcription débute une fois que ces facteurs transrégulateurs sont fixés, et commence une vingtaine de
nucléotides (avant)après la boite TATA sur le brin
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(anti)sens.
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L'élongation et la terminaison

Après l'initiation, la RNA-Polymerase 2, va ajouter les
nucléotides (complémentaires du brin anti-sens), les uns
après les autres, consommant deux liaisons riches en
énergie par nucléotide inséré.
La RNA-Pol2, va synthétiser le transcrit de 5' vers 3', et va
donc « lire » le brin matrice de 3' vers 5'.

Une fois certaines séquences rencontrées, la RNA-Pol2 va
arrêter d'ajouter des nucléotides et se détacher de l'ADN,
cela correspond à la terminaison de la transcription.
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La maturation
A la fin de sa transcription, un ARN peut subir une
maturation. (pas pour tous les types d'ARN, mais, pour tous
les ARNm).
Cette maturation comporte trois étapes :



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L'épissage des exons, et l'excision des introns
L'ajout d'une coiffe Me-GTP (tous les ARNm la
possèdent)
L'ajout d'une queue poly-A (les ARNm codant pour
les histones n'en possèdent pas)
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Les introns et les exons
Un gène est composé du Promoteur (non transcrit), des
Introns, et des Exons.
Le transcrit primaire ne comporte donc que les introns et les
exons. Les introns sont des séquences non traduites, se
situant entre deux exons. Les exons sont des séquences qui
seront gardées (en général) dans le RNAm.


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L'excision des introns, consiste à « couper » le transcrit
primaire pour enlever les introns.
L'épissage des exons, consiste à rassembler les exons
entre eux (pas forcement tous, vous le verrez au cours de
l'année), une fois l'excision des introns terminée.
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Merci à tous de votre attention !
On se retrouve le 3 septembre, avec un cours sur
le Métabolisme, et la correction des exos sur la
Biologie Moléculaire !
A très bientôt !!!
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