biologie moleculaire du gene - medecine dentaire alger 2014-2015

UNIVERSITE D’ALGER
Faculté de Médecine et de Médecine Dentaire ZIANIA (Château Neuf)
BIOLOGIE MOLECULAIRE
DU GENE
COURS DE GENETIQUE -2014-2015-

UNIVERSITE D’ALGER
Faculté de Médecine et de Médecine Dentaire ZIANIA (Château Neuf)
PLAN
Cours I- Structure de l'ADN et Polymorphisme
Cours II- Structure du gène eucaryote et du gène procaryote
Cours III - Le code génétique, les modifications post –transcriptionnel et
traduction en Protéine
Cours IV- Mutations, mutagenèse et Réplication
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L’A-D-N
I - Structure de l’ADN :
La structure de l'ADN est découverte par Crick et Watson en 1953.
ADN : acide désoxyribonucléique, est un polymère contenant des chaines de monomère appelé Nucléotide
Un nucléotide est composé d'une base, d'un sucre et d'un phosphate. L’ensemble des nucléotides
constitue une chaine d’ADN.
Sucre : Le sucre présent dans l'ADN est le
désoxyribose qui est un glucide simple à 5 carbones qui
sont numérotés et affectés d'un "prime". 1’ 2’ 3’ 4’ 5’
pour ne pas les confondre avec les atomes des bases.
C’est au niveau du Carbonne 1’ que sont liés les bases
puriques (A et G) et les bases pyrimidiques (T et C)
pour former une liaison N glycosidique
 Base azotée
: molécule complexe à structure
cyclique à base d’azote et de carbone ;
Les bases
puriques sont liées par l’azote (9) et les bases
pyrimidiques par l’azote (1).
- Les bases pyrimidiques monocycliques : C, G ;
- Les bases puriques 2 hétérocycles : T, A
 Groupement phosphaté : PO4, lié au carbone 5’
du sucre
Les nucléotides sont reliés par le biais du phosphate alfa,
Les nucléotides s’associent grâce à des liaisons
phosphodiester formées entre le phosphate en 5’ d’un
nucléotide et le OH en 3’ du nucléotide suivant. C – 0 – P
(Nucléoside : libre sans phosphate)
La chaine polynucléotide d’ADN possède un 5’ triphosphate libre à une extrémité appelée extrémité
5’et un groupe 3’ hydroxyle libre à l’autre extrémité appelé extrémité 3’. Ainsi l’ADN a une polarité
et on parle de sens 5’—3’ et 3’—5’
La séquence qui code l’information génétique est toujours dans le sens 5’ 3’ (sens dans lequel
les enzymes polymérases copient l’ADN).
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I.1 - La Double Hélice
L’ADN est formé de 2 chaines enroulées l’une autour de l’autre pour former une double hélice. La partie
sucre- phosphate constituant le squelette est située à l’extérieur de l’hélice, les bases azotées se trouvent au
centre.
La double hélice effectue un tour toutes les dix paires de bases, la distance entre bases sur l’axe est 3,4 A°.
Un tour fait 34A°, le diamètre de l’hélice est de 20 A° soit 2nm (1 A° = 0.1 nm).
I.2 - Propriétés de la molécule d’ADN :
1/ complémentarité :
Deux chaines d’ADN complémentaires sont appariées grâce aux liaisons hydrogène réalisées entre deux
bases complémentaires, à savoir A avec T et C avec G.
L’espacement entre les deux hélices est tel qu’à chaque fois une base purine interagit avec une base
pyrimidique, ces bases contractent des liaisons hydrogènes de faible énergie qui aident à stabiliser la double
hélice. Il y a 3 liaisons hydrogènes entre cytosine et guanine et 2 liaisons entre thymine et adénine.
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2/ Antiparallélisme : les deux brins sont parallèles mais orientés dans deux sens différents.
Chaque brin d’ADN est orienté selon ses extrémités (5’phosphate, 3’ hydroxyle), les deux brins ont des
orientations opposées afin que les bases puissent s’associer correctement par les liaisons hydrogène.
3/ Dénaturation et renaturation (hybridation) : les liaisons hydrogène qui assemblent les bases sont de
faible énergie, il est possible de les couper et séparer ainsi les deux brins avec l’application de la chaleur.
L'ADN est dénaturé à une température comprise entre 60 et 90° C. Celle-ci dépend du rapport de richesse
C+G/A+T, donc de la richesse en liaisons hydrogènes (bases CG). Cette dénaturation est réversible à
condition que le retour à la température ambiante se fasse de façon lente et graduelle.
Le phénomène de dénaturation est réversible, les simples brins peuvent se réassocier par complémentarité
entre les bases pour reformer un ADN bicaténaire, dans ce cas on parle de renaturation.
4/ Absorption des UV : l’ADN absorbent les UV à une longueur d’onde de 260 nm
5/ Formation de sillon : il existe trois structures classiques des doubles brins d’ADN,
- la forme A rarement observée,
- la forme B la plus courante
- la forme Z observée quelque fois,
les deux formes A et B sont composées d’hélice droite emmêlée en torsade par contre la forme Z est
composée d’hélice en zigzag. Pour la forme la plus courante, l’enchainement des groupements phosphatés
crée deux sillons (un grand et un petit sillon) ou s’exercent les interactions entre les protéines et l’ADN.
I.3 - Structure des chromosomes :
Le chromosome est le support de l’information génétique, il contient en moyenne 6000 million de bases
d’ADN soit une longueur d’environ 1,8 à 2 m (pour les 46 chromosomes), contenues dans un noyau de 6µm
de diamètre, alors que la taille du chromosome est de 0,2 à 2 µm.
Les chromosomes résultent de ce fait d’une compaction maximale des filaments interphasiques.
L’ADN chromosomique étalé est environ 8000 fois plus long que le chromosome lui-même. Cet ADN est
donc fortement compacté dans le noyau, La compaction de l'ADN est rendue possible grâce a 4 types de
• Petit sillon : présente deux groupements
accepteurs de la liaison pour les deux
paires A – T et C- G, il permet l’attache
des histones.
• Grand sillon : est tapissé aussi d’atomes
qui peuvent interagir avec des composants
extérieurs aux acides nucléiques comme
les nucléases, les enzymes de restriction,
les facteurs de transcription, les
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