Contenu
- Les quatre bases azotées
- Règle de Chargaffs
- Règle de Chargaffs expliquée
- Utilisation de règles d'appariement de base complémentaires
L’acide désoxyribonucléique (ADN) est ce qui code pour tous cellulaire informations génétiques sur la Terre. Toute la vie cellulaire, de la plus petite bactérie à la plus grande baleine de l'océan, utilise l'ADN comme matériel génétique.
Remarque: Certains virus utilisent l'ADN comme matériel génétique. Cependant, certains virus utilisent l'ARN à la place.
L'ADN est un type d'acide nucléique composé de nombreuses sous-unités appelées nucléotides. Chaque nucléotide comprend trois parties: un sucre ribose à 5 carbones, un groupe phosphate et une base azotée. Deux volets complémentaires de l’ADN se rejoignent grâce à la liaison hydrogène entre les bases azotées, qui permet à l’ADN de créer une forme en échelle se transformant en une fameuse double hélice.
Sa liaison entre les bases azotées qui permet à cette structure de se former. Dans l'ADN, il existe quatre options de bases azotées: l'adénine (A), la thymine (T), la cytosine (C) et la guanine (G). Chaque base ne peut se lier qu’une seule autre, A avec T et C avec G. C’est la règle d'appariement de base complémentaire ou Règle des Chargaffs.
Les quatre bases azotées
Dans les sous-unités nucléotidiques de l’ADN, il existe quatre bases azotées:
Chacune de ces bases peut être divisée en deux catégories: bases purines et bases pyrimidiques.
Adénine et guanine sont des exemples de bases purines. Cela signifie que leur structure est un cycle à six atomes contenant de l'azote, relié à un cycle à cinq atomes contenant de l'azote, qui partagent deux atomes pour combiner les deux cycles.
La thymine et la cytosine sont des exemples de bases pyrimidiques. Ces bases sont constituées d'un seul cycle à six atomes d'azote.
Remarque: L'ARN remplace la thymine par une autre base pyrimidine appelée uracile (U).
Règle de Chargaffs
La règle Chargaffs, également appelée règle d'appariement de bases complémentaires, stipule que les paires de bases d'ADN sont toujours l'adénine avec la thymine (A-T) et la cytosine avec la guanine (C-G). Une purine s'apparie toujours avec une pyrimidine et vice versa. Cependant, A ne s'apparie pas avec C, bien que ce soit une purine et une pyrimidine.
Cette règle porte le nom du scientifique Erwin Chargaff, qui a découvert qu'il existe des concentrations essentiellement égales d'adénine et de thymine ainsi que de guanine et de cytosine dans presque toutes les molécules d'ADN. Ces rapports peuvent varier d'un organisme à l'autre, mais les concentrations réelles de A sont toujours essentiellement égales à T et identiques à celles de G et C. Par exemple, chez l'homme, il y a environ:
Cela confirme la règle complémentaire selon laquelle A doit être associé à T et C doit être associé à G.
Règle de Chargaffs expliquée
Pourquoi est-ce le cas, cependant?
Cela a à voir avec les deux liaison hydrogène qui rejoint les brins d'ADN complémentaires avec le espace disponible entre les deux volets.
Premièrement, il y a environ 20 Å (angström, où un angström est égal à 10-10 mètres) entre deux brins complémentaires d’ADN. Deux purines et deux pyrimidines réunies occuperaient simplement trop d'espace pour pouvoir s'intégrer dans l'espace entre les deux brins. C'est pourquoi A ne peut pas se lier à G et C ne peut pas se lier à T.
Mais pourquoi ne pouvez-vous pas échanger quelles liaisons de purine avec quelle pyrimidine? La réponse a à voir avec liaison hydrogène qui relie les bases et stabilise la molécule d'ADN.
Les seuls couples pouvant créer des liaisons hydrogène dans cet espace sont l'adénine avec la thymine et la cytosine avec la guanine. A et T forment deux liaisons hydrogène tandis que C et G en forment trois. Ce sont ces liaisons hydrogène qui joignent les deux brins et stabilisent la molécule, ce qui lui permet de former la double hélice en forme d’échelle.
Utilisation de règles d'appariement de base complémentaires
Connaissant cette règle, vous pouvez déterminer le brin complémentaire d'un seul brin d'ADN basé uniquement sur la séquence de paires de bases. Par exemple, supposons que vous connaissiez la séquence d’un brin d’ADN qui se présente comme suit:
AAGCTGGTTTTGACGAC
En utilisant les règles d'appariement de base complémentaires, vous pouvez conclure que le brin complémentaire est:
TTCGACCAAAACTGCTG
Les brins d'ARN sont également complémentaires à l'exception du fait que l'ARN utilise l'uracile au lieu de la thymine. Ainsi, vous pouvez également déduire le brin d'ARNm qui serait produit à partir de ce premier brin d'ADN. Ce serait:
UUCGACCAAAACUGCUG