Acides nucléiques
ADN : vue d'ensemble

L’ADN, ou acide désoxyribonucléique, est la molécule qui porte l’information génétique chez les organismes cellulaires.

• Sa séquence de nucléotides contient les instructions nécessaires à la synthèse des ARN ( transcription) et des protéines ( traduction), ainsi qu’à la régulation de nombreux processus cellulaires.

• 

  La stabilité chimique de l’ADN, associée à des mécanismes précis de réplication et de réparation, permet la conservation et la transmission fidèle de l’information génétique au cours des divisions cellulaires.

Structure de l'ADN

L’ADN est constitué de désoxyribonucléosides reliés par des liaisons phosphodiester.

L’ADN est généralement constitué de deux brins antiparallèles formant une double hélice stabilisée par l’appariement complémentaire des bases azotées, adénine (A) et thymine (T), guanine (G) et cytosine (C).

1. Les bases s’apparient selon des règles de complémentarité :

• A-T et G-C représentent la notation la plus courante pour exprimer la complémentarité des bases.
• A=T (2 liaisons hydrogène) et G≡C (3 liaisons hydrogène) correspondent à la notation chimique qui insiste sur la stabilité de la molécule.

Ces interactions, associées à l’empilement des bases et à la structure du squelette ose-phosphate, confèrent à l’ADN une grande stabilité structurale ( ARN versus ADN).

2. L'ose est le désoxyribose, ose à 5 carbones (pentose),

Organisation de l’ADN dans la cellule

Dans les cellules eucaryotes, l’ADN est localisé principalement dans le noyau, mais aussi dans les mitochondries, et associé à des protéines, principalement les histones, pour former la chromatine.

1. L’organisation de l’ADN comprend plusieurs niveaux :

• nucléosomes formés par l’enroulement de l’ADN autour des histones,
• structures de chromatine plus compactes comme l'hétérochromatine,
• chromosomes contenant des régions spécialisées comme les centromères et les télomères,
• organisation tridimensionnelle du génome en territoires chromosomiques dans le noyau (organisation du polymère chromatinien).

Réplication de l’ADN

La réplication de l’ADN est le mécanisme par lequel l’information génétique est copiée avant la division cellulaire et assure la transmission fidèle du génome vers les cellules filles.

Ce processus se déroule durant la phase S de l'interphase et repose sur l’action coordonnée de nombreuses enzymes, notamment les ADN polymérases, les hélicases et les ADN ligases.

Réparation de l’ADN

L’ADN peut subir des altérations dues à des erreurs de réplication ou à des agents physiques et chimiques (dommages de l'ADN et réponse aux dommages ou DDR).

Les cellules disposent de plusieurs systèmes de réparation permettant de corriger ces lésions et de préserver l’intégrité du génome ( réparation de l'ADN).

Parmi ces mécanismes figurent notamment :

• 

  la réparation par excision de base ou BER (Base Excision Repair), qui corrige les altérations chimiques affectant une base individuelle de l’ADN
• la réparation par excision de nucléotides ou NER (Nucleotide Excision Repair), qui élimine des segments d’ADN contenant des lésions volumineuses qui déforment la double hélice,
• la réparation des mésappariements ou MMR (Mismatch Repair), qui corrige les mésappariements de bases et les petites insertions ou délétions générés principalement lors de la réplication,
• la réparation des cassures double brin (DSBR ou Double-Strand Break Repair).

Transmission de l’information génétique

La transmission fidèle de l’information génétique dépend de la réplication correcte de l’ADN et de la ségrégation des chromosomes lors de la division cellulaire.

Au cours de la mitose ou de la méiose, les chromosomes dupliqués sont répartis entre les cellules filles, assurant la continuité du patrimoine génétique.

Ces mécanismes relient la structure et la stabilité de l’ADN à la reproduction et à l’évolution des organismes vivants.

Retour vers les acides nucléiques