L’ADN Est une Double hélice

L’ADN est composé de deux chaînes côte à côte (« brins ») de nucléotides tordues sous la forme d’une double hélice. Les deux brins nucléotidiques sont maintenus ensemblespar de faibles associations entre les bases de chaque brin, formant une structure comme un escalier en colimaçon (Figure 2-2). Le dos de chaque brin est un polymère de sucre phosphate–désoxyribose répétitif. Les liaisons sucre-phosphate dans cette colonne vertébrale sont appelées phosphodiesterbondes. La fixation des liaisons phosphodiester aux groupes de sucrierest important pour décrire la manière dont une chaîne nucléotidique est organisée.Notez que les carbones des groupes de sucre sont numérotés de 1′ à 5′. Une partie de la liaison phosphodiester se situe entre le phosphate et le carbone 5′ dudésoxyribose, et l’autre entre le phosphate et le carbone 3′ dudésoxyribose. Ainsi, on dit que chaque squelette sucre-phosphate a une polarité de 5 ‘ à 3′, et la compréhension de cette polarité est essentielle pour comprendre comment le DNAF remplit ses rôles. Dans la molécule d’ADN double brin, les deux os dorsaux sont orientés en face, ou antiparallèle, comme le montre la figure 2-2. Onestrand est orienté 5′ → 3′; l’autre brin, bien que 5′ → 3′, va dans la direction opposée, ou, regardé d’une autre manière, est 3′ → 5’.

Les bases sont attachées au carbone 1′ de chaque sucre désoxyribose dans le dos de chaque brin. Les interactions entre paires de bases, une de chaque brin, retiennent les deux brins de la molécule d’ADN ensemble. Les bases de l’ADN interagissent selon une règle très simple, à savoir qu’il n’existe que deux types de paires de bases: A ·T et G ·C. Les bases de ces deux paires de bases sont dites complémentaires. Cela signifie qu’à n’importe quel « pas » de la molécule d’ADN double brin en escalier, les seules associations base à base qui peuvent exister entre les deux brins sans déformer substantiellement la DNAmolécule double brin sont A ·T et G · C.

L’association de A avec T et G avec C se fait par des liaisons hydrogène.Voici un exemple de liaison hydrogène :

Chaque atome d’hydrogène du groupe NH2 est légèrement positif (δ +) car l’atome d’azote tend à attirer les électrons impliqués dans la liaison N–H, laissant ainsi l’atome d’hydrogène légèrement court d’électrons. L’atome d’oxygène a six électrons non liés dans son enveloppe extérieure, ce qui le rendil est légèrement négatif (δ−). Une liaison hydrogène se forme entre un légèrementh positif et un atome légèrement négatif – dans cet exemple, O. Les liaisons hydrogène sontassez faibles (seulement environ 3% de la force d’une liaison covalente), mais cette faiblesse (comme nous le verrons) est importante pour le rôle de la molécule d’ADN dans l’hérédité.Un autre fait chimique important: la liaison hydrogène est beaucoup plus forte si les atomes participants sont « pointés les uns sur les autres » (c’est-à-dire si leurs liaisons sont en alignement), comme indiqué dans l’esquisse.

Notez que parce que la paire G·C a trois liaisons hydrogène, alors que la paire A·T n’en a que deux, on pourrait prédire que l’ADN contenant de nombreuses paires G·C serait plus stable que l’ADN contenant de nombreuses paires A·T. En fait, cette prédiction estconfirmé. La chaleur provoque la séparation des deux brins de la double hélice d’ADN (un processus appelé fusion de l’ADN ou DNAdénaturation); on peut montrer que les ADN à teneur en G + C plus élevée nécessitent des températures plus élevées pour les fondre.

Bien que les liaisons hydrogène soient individuellement faibles, les deux brins de la DNAmolécule sont maintenus ensemble de manière relativement stable car il existe un nombre important de ces liaisons. Il est important que les brins soient associésà travers de telles interactions faibles, car ils doivent être séparés pendant l’ADN et pendant la transcription en ARN.

Les deux brins de nucléotides appariés supposent automatiquement une configuration à double hélice (Figure 2-3), principalement par interaction des paires de bases. Les paires de bases, qui sont planesles structures s’empilent les unes sur les autres au centre de la double hélice.L’empilement (Figure 2-3c) augmente la stabilité de la molécule d’ADN en excluant les molécules d’eau des espaces entre les paires de bases. La forme la plus stable résultant de l’empilement de la base estune double hélice avec deux tailles distinctes de rainures en spirale.Ce sont la rainure majeure et la rainure mineure, qui peuvent être vues dans les modèles. Un seul brin de nucléotides n’a pas de structure hélicoïdale; la forme hélicoïdale de l’ADN dépend entièrement de l’appariement et de l’empilement des bases dans les brins antiparallèles.