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NUCLÉIQUES ACIDES

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Découverts en 1868 par le biologiste suisse Friedrich Mischer dans les noyaux cellulaires, d'où leur nom (du latin nucleus, noyau), mais également présents dans le cytoplasme, les acides nucléiques sont des molécules d'origine naturelle qui jouent un rôle fondamental dans la vie et la reproduction des cellules animales, végétales et microbiennes.

Tels qu'on peut les isoler des tissus animaux ou végétaux, ces acides se présentent sous forme de molécules polymériques, dont la masse moléculaire est comprise entre 25 000 et plusieurs centaines de millions. En effet, de même que les protéines sont formées par l'enchaînement de nombreux aminoacides et les polysaccharides par l'enchaînement de nombreuses molécules de sucres, les acides nucléiques sont constitués par l'enchaînement de nombreux motifs relativement simples, dissociables par hydrolyse ; chacun d'eux comporte une base azotée (purique ou pyrimidique), un sucre à cinq atomes de carbone ou pentose ( ribose ou désoxyribose) et un acide phosphorique : ce sont donc des esters phosphoriques complexes que l'on nomme nucléotides. La structure du pentose est à l'origine de la classification des acides nucléiques naturels en deux catégories fondamentales : d'une part, les acides ribonucléiques (ARN) contenant comme pentose le ribose ; d'autre part, les acides désoxyribonucléiques (ADN) contenant comme pentose le désoxyribose (tabl. 1).

L'histoire des acides nucléiques commença par des travaux sur la structure de leurs constituants moléculaires, puis elle évolua rapidement vers des travaux de génétique fondamentale qui mirent en évidence la fonction de continuité génétique qu'exercent les acides désoxyribonucléiques (et même les acides ribonucléiques chez certains virus). En effet, la séquence de leurs nucléotides définit le code génétique (patrimoine héréditaire) de chaque individu. Les progrès remarquables des connaissances sur la structure et le rôle des acides nucléiques ont donné naissance à la biologie moléculaire, qui a pour but de rationaliser les données de la biologie descriptive classique en étudiant les processus de vie et de reproduction cellulaires au niveau des interactions entre molécules biologiques essentielles : acides nucléiques et protéines.

Nomenclature

Nucléotides

Molécules constitutives des nucléotides - crédits : Encyclopædia Universalis France

Molécules constitutives des nucléotides

Les bases azotées, dites nucléobases, qui entrent dans la constitution des nucléotides sont des bases organiques complexes dérivant de deux noyaux fondamentaux, la pyrimidine et la purine (tabl. 1). Le plus simple de ces deux noyaux, la pyrimidine, comporte deux atomes d'azote et quatre atomes de carbone, le tout formant un hétérocycle de six atomes. Le noyau de la purine est un hétérocycle comportant en tout neuf atomes : cinq de carbone et quatre d'azote. Les nucléobases puriques sont l' adénine et la guanine, les nucléobases pyrimidiques sont la cytosine, l' uracile (dans l'ARN) et la thymine (dans l'ADN).

Nucléosides et nucléotides dérivés de l'adénine - crédits : Encyclopædia Universalis France

Nucléosides et nucléotides dérivés de l'adénine

Les nucléosides sont des osides résultant de l'union d'une nucléobase avec un sucre à cinq atomes de carbone (pentose), qui est soit le ribose, ou β-D-ribofuranose, soit le désoxyribose ou β-D-2-désoxyribofuranose (tabl. 1). Les nucléosides sont donc, selon le cas, des β-D-ribofuranosides ou des β-D-2-désoxyribofuranosides.

Les nucléotides résultent de la phosphorylation des nucléosides. Dans le cas des mononucléotides qui existent à l'état libre dans les cellules vivantes, où leur rôle biochimique est fondamental, la position du groupement phosphoryle sur le sucre définit, pour une même base et pour un même sucre, deux nucléotides isomères différents dans le cas du désoxyribose, selon que le groupement phosphoryle est fixé en C-3′ ou en C-5′ et trois nucléotides isomères dans le cas du ribose selon que le groupement phosphoryle est fixé en C-2′, C-3′ ou C-5′.[...]

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Écrit par

  • : docteur en médecine, docteur ès sciences, professeur de biochimie à la faculté de médecine de Cochin-Port-Royal
  • : directeur de recherche de classe exceptionnelle au C.N.R.S., unité 1292 (génotoxicologie et réparation de l'ADN)
  • : ingénieur-docteur, docteur ès sciences, professeur au Conservatoire national des arts et métiers, ingénieur E.S.C.I.L.
  • : directeur de recherche au C.N.R.S., directeur de l'Institut de recherche sur le cancer, agrégé de l'Université

Classification

Pour citer cet article

Jacques KRUH, Ethel MOUSTACCHI, Michel PRIVAT DE GARILHE et Alain SARASIN. NUCLÉIQUES ACIDES [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )

Article mis en ligne le et modifié le 10/02/2009

Médias

Molécules constitutives des nucléotides - crédits : Encyclopædia Universalis France

Molécules constitutives des nucléotides

Nucléosides et nucléotides dérivés de l'adénine - crédits : Encyclopædia Universalis France

Nucléosides et nucléotides dérivés de l'adénine

Polynucléotide - crédits : Encyclopædia Universalis France

Polynucléotide

Autres références

  • ADN (acide désoxyribonucléique) ou DNA (deoxyribonucleic acid)

    • Écrit par , , et
    • 10 074 mots
    • 10 médias
    Le 25 avril 1953, l'Américain James D. Watson et le Britannique Francis H. C. Crick, récipiendaires, en 1962, avec le Britannique Maurice Wilkins du prix Nobel de physiologie ou médecine, proposaient, dans la célèbre revue scientifique anglaise Nature, une structure tridimensionnelle...
  • ALTMAN SIDNEY (1939-2022)

    • Écrit par et
    • 377 mots

    Le biochimiste américain d'origine canadienne Sidney Altman est né le 7 mai 1939 à Montréal (Canada). Après des études de physique au Massachusetts Institute of Technology (MIT) à Cambridge et une année à l'université Columbia à New York, il fait, à l'université de Boulder (Colorado), des recherches...

  • ANTIGÈNES

    • Écrit par
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    • 5 médias
    L'immunogénicité des acides nucléiques, longtemps niée, est désormais bien établie, mais ne concerne que certains acides ribonucléiques (ARN) et désoxyribonucléiques (ADN). Les autoanticorps anti-ADN caractérisent certaines maladies auto-immunes (lupus érythémateux disséminé). Enfin, certains lipides...
  • ARN (acide ribonucléique) ou RNA (ribonucleic acid)

    • Écrit par
    • 2 772 mots
    • 2 médias

    Faut-il voir dans une molécule biologique omniprésente dans toute structure cellulaire des êtres vivants, l'ARN (acide ribonucléique), la première étape de l'histoire de la vie ? Les ARN contemporains sont-ils les fossiles d'anciennes molécules ? Les voies métaboliques primordiales...

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