Les nucléotides d'ADN: qu'est-ce que c'est, caractéristiques et fonctions

Le projet du génome humain, lancé en 1990 avec un budget de 3 milliards de dollars, s'est fixé l'objectif mondial cartographier les bases chimiques qui produisent notre ADN et identifier tous les gènes présents dans le génome de l'espèce Humain. Le séquençage a été achevé en 2003, 13 ans plus tard.

Grâce à ce travail moléculaire et génétique titanesque, nous savons maintenant que le génome humain contient environ 3 000 millions de paires de bases et 20 000 à 25 000 gènes. Néanmoins, il reste encore beaucoup à décrire, car les fonctions de chacune des sections d'information génétique que nous avons encodées dans chacune de nos cellules ne sont pas connues.

Au fur et à mesure que les scientifiques enquêtent, la population générale devient de plus en plus consciente de ce qu'est la génétique, science qui étudie cet alphabet de molécules qui organisent et codent l'hérédité et chacune de nos fonctions vital. Nous ne sommes rien sans nos gènes et, bien qu'ils ne soient pas visibles à l'œil nu, tout le matériel vivant "existe" grâce à eux. Puisqu'on ne peut pas acquérir des connaissances sans commencer par le début, dans cet article nous vous présentons

la structure basale qui code notre existence: les nucléotides de l'ADN.

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Qu'est-ce qu'un nucléotide ?

Un nucléotide est défini comme une molécule organique formée par la liaison covalente d'un nucléoside (pentose + base azotée) et d'un groupement phosphate.

Une séquence de nucléotides est son propre mot génétique puisque son ordre code la synthèse des protéines par la machinerie cellulaire et donc le métabolisme de l'être vivant. Mais ne nous précipitons pas: nous allons d'abord nous intéresser à chacune des parties qui donnent naissance à cette molécule unique.

1. pentose

Les pentoses sont des monosaccharides, des glucides simples (sucres), formés par une chaîne de 5 atomes de carbone ensemble qui remplissent une fonction structurelle claire. Le pentose peut être un ribose, qui donne naissance à un ribonucléoside, la structure de base de l'ARN. D'autre part, si le ribose perd un atome d'oxygène, le désoxyribose apparaît, le pentose qui fait partie du désoxyribonucléoside, la structure principale de l'ADN.

2. Base azotée

Comme nous l'avons déjà dit, le pentose et une base azotée donnent naissance à un ribonucléoside ou désoxyribonucléoside, mais qu'est-ce qu'une base? Les bases azotées sont des composés organiques cycliques qui comprennent deux atomes d'azote ou plus. en eux la clé du code génétique est trouvée, car ils donnent un nom spécifique à chacun des nucléotides dont ils font partie. Il existe 3 types de ces composés hétérocycliques :

Bases azotées puriques: adénine (A) et guanine (G). Les deux font partie à la fois de l'ADN et de l'ARN. Bases azotées pyrimidiques: cytosine (C), thymine (T) et uracile (U). La thymine est unique à l'ADN, tandis que l'uracile est unique à l'ARN.

Bases azotées de l'isoaloxacine: flavine (F). Il ne fait pas partie de l'ADN ou de l'ARN, mais il remplit d'autres processus.

Ainsi, si un nucléotide contient une base thymine, il est directement appelé (T). Les bases azotées sont celles qui donnent des noms à ces séquences que nous avons tous vues sur un tableau noir ou sur du matériel scientifique informatif à un moment donné de notre vie. Par exemple, GATTACA est un exemple de séquence d'ADN de 7 nucléotides, chacun avec une base qui lui donne son nom..

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3. Groupe phosphate

Nous avons déjà le nucléoside complet, puisque nous avons décrit le pentose, qui est lié par une liaison glycosidique à l'une des bases A, G, C et T. Maintenant, nous n'avons besoin que d'un seul composé pour avoir le nucléotide dans son intégralité: le groupe phosphate.

Un groupe phosphate est un ion polyatomique composé d'un atome central de phosphore (P) entouré de quatre atomes d'oxygène identiques dans un arrangement tétraédrique. Cette combinaison d'atomes est essentielle à la vie, puisqu'elle fait partie des nucléotides de l'ADN et de l'ARN, mais aussi de ceux qui transportent l'énergie chimique (ATP).

Nucléotide: Nucléoside (base + pentose) + groupe phosphate

Déchiffrer la vie à travers les nucléotides de l'ADN

Toutes ces informations chimiques sont excellentes, mais comment les mettons-nous en pratique? Eh bien, tout d'abord, nous devons tenir compte du fait que tous les trois nucléotides codants forment une phrase différente pour fournir des informations sur chacun des assemblages qui donnent naissance à une protéine. Prenons un exemple :

• ATT: adénine, thymine et thymine
• ACT: adénine, cytosine et thymine
• ATA: adénine, thymine et adénine

Ces trois séquences de nucléotides codées dans le noyau d'ADN de la cellule contiennent les instructions pour assembler l'acide aminé isoleucine, qui est l'un des 20 acides aminés utilisés pour la synthèse des protéines fonctionnel. Nous précisons ce qui suit: ce n'est pas que les trois séquences sont nécessaires pour assembler l'isoleucine, mais que les trois sont interchangeables car elles codent toutes pour cet acide aminé (redondance).

Par un processus qui ne nous concerne pas trop ici, la machinerie cellulaire effectue un processus appelé transcription, par lequel ces triplets de nucléotides d'ADN sont traduits en ARN. Comme la base azotée thymine ne fait pas partie de l'ARN, chaque (T) doit être remplacé par un (U). Ainsi, ces triplets de nucléotides ressembleraient à ceci :

• AUU
• UCA
• AUE

Si la cellule a besoin d'isoleucine, un ARN transcrit avec l'un de ces trois triplets (maintenant appelés codons) se déplacera du noyau cellulaire vers les ribosomes de son cytosol, où ils recevront l'ordre d'intégrer l'acide aminé isoleucine dans la protéine qui se construit à ce moment-là.

Grâce à ce langage nucléotidique basé sur des bases azotées, un total de 64 codons peut être généré., qui codent pour les 20 acides aminés nécessaires à la construction de toute protéine chez les êtres vivants. A noter que, sauf exception, chaque acide aminé peut être codé par 2, 3, 4 ou 6 codons différents. Dans le cas que nous avons vu précédemment de l'isoleucine, par exemple, trois combinaisons possibles de nucléotides sont valables.

Les protéines sont généralement constituées de 100 à 300 acides aminés.. Ainsi, une protéine composée de 100 d'entre eux, faisant des calculs, sera codée par 300 codons (chaque triplet de bases répond à un acide aminé, rappelons-le), qui sera le produit de la traduction de 300 nucléotides d'ADN présents dans le génome du cellule.

Une brève explication

Nous comprenons que toutes ces explications soudaines peuvent être quelque peu vertigineuses, mais nous vous assurons qu'avec le comparaisons que nous présentons ci-dessous, la fonction des nucléotides de l'ADN vous sera plus claire que la Eau.

Nous devons voir l'ADN à l'intérieur du noyau de la cellule comme une immense bibliothèque pleine de livres. Chacun des livres est un gène, qui contient (dans le cas des humains) environ 150 lettres, qui sont des nucléotides disposés dans un but précis. Ainsi, toutes les trois de ces lettres nucléotidiques forment une courte phrase.

Un bibliothécaire infatigable, en l'occurrence l'enzyme ARN polymérase de la cellule cherche à transformer les mots d'un des livres en matériel tangible. Eh bien, ce sera chargé de rechercher le livre spécifique, la phrase spécifique et, puisque les mots ne peuvent pas être commencés des pages (l'ADN ne peut pas être déplacé du noyau), il copiera les informations pertinentes dans son propre formulaire cahier.

Les "phrases copiées" ne sont rien de plus que des nucléotides d'ADN convertis en nucléotides d'ARN, c'est-à-dire des codons. Une fois ces informations transcrites (transcription), une machine est prête à assembler les informations contenues dans chacun des mots en conséquence. Ce sont les ribosomes, endroits où les protéines sont synthétisées à partir d'une séquence d'acides aminés dans un ordre précis. C'est plus facile comme ça, non ?

résumé

Comme vous l'avez peut-être remarqué, expliquer les processus complexes codés par l'ADN est presque aussi complexe que de les comprendre. Malgré tout, si nous voulons que vous gardiez une idée concrète de tout ce conglomérat terminologique, c'est le suivant: l'ordre des nucléotides présents dans l'ADN des êtres vivants code pour la bonne synthèse des protéines, qui se traduit par divers processus métaboliques et dans chacune des parties de notre corps qui nous définissent, puisque celles-ci représentent 50 % du poids sec de presque tous les tissus.

Ainsi, l'expression de l'ADN (génotype) par des mécanismes cellulaires donne naissance à nos traits. externe (phénotype), les caractéristiques qui font de nous ce que nous sommes, à la fois individuellement et espèces. Parfois, l'explication de phénomènes énormes réside dans la compréhension de choses beaucoup plus petites.

Références bibliographiques:

• Acides nucléiques, Université de Valence.
• Code génétique, Institut national de recherche sur le génome humain (NIH).
• FOX KELLER, E. v. ET. L Y. N (2005). Des séquences nucléotidiques à la biologie des systèmes. Sciences, (077).
• Spalvieri, député. & Rotenberg, R.G. (2004). Médecine génomique: Applications du polymorphisme mononucléotidique et des puces à ADN. Médecine (Buenos Aires), 64(6): pp. 533 - 542.