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Sciences
Quelle est la différence entre nucléotides et bases azotées?
Réponse de Didier Perret
Docteur
Section de chimie et biochimie
Université de Genève
Une "base azotée" est un fragment moléculaire contenant plusieurs atomes d’azote. Il existe dans tout organisme vivant exclusivement 5 bases azotées, symbolisées par des lettres: A (Adénine), T (Thymine), G (Guanine), C (Cytosine), et U (Uracile).
Les bases azotées sont constituées de 1 cycle à 6 atomes (Thymine, Cytosine, et Uracile) dans lequel se trouvent 2 atomes d’azote (la Cytosine C a par ailleurs un 3 atome d’azote fixé sur le côté du cycle), ou de 2 cycles accolés (1 cycle à 5 atomes dans lequel se trouvent 2 atomes d’azote, et 1 cycle à 6 atomes dans lequel se trouvent également 2 atomes d’azote; un 3 atome d’azote est par ailleurs fixé sur le côté du cycle à 6 atomes). En raison du nombre de cycle(s) présent(s) dans ces bases azotées, on parle de "bases pyrimidiques" (1 cycle dans la base azotée: Thymine, Cytosine, Uracile) et de "bases puriques" (2 cycles accolés dans la base azotée: Adénine, Guanine).
Les bases azotées sont les pièces de Lego élémentaires de la Vie. C’est à partir d’elles que l’ADN, acide désoxyribonucléique, et l’ARN, acide ribonucléique, présentent leurs caractéristiques uniques. Mais les bases azotées ne sont pas l’ADN ou l’ARN; elles n’en sont que les constituants, les plus importants.
L’ADN existe dans les organismes vivants sous forme d’une double spirale. La "colonne vertébrale" de chacun des 2 brins qui composent la double spirale est constituée d’une séquence de fragments "phosphate" et "sucre" (le sucre est appelé désoxyribose) qui se répètent sur toute la longueur de chaque brin (phosphate-sucre-phosphate-sucre- etc). A ce stade, chacun des 2 brins n’a rien de particulier; ils sont exactement identiques et ne présentent aucune caractéristique utile.
Par analogie, l’ARN existe sous forme d’une spirale simple. Ici aussi, la colonne vertébrale du brin est constituée d’une séquence de fragments "phosphate" et "sucre" (dans l’ARN, le sucre est appelé ribose) qui se répètent sur toute la longueur du brin (phosphate-sucre-phosphate-sucre- etc). Comme pour l’ADN, le brin de l’ARN n’a rien de particulier et ne présente aucune caractéristique utile.
Sur le côté de chaque sucre (désoxyribose dans l’ADN, ribose dans l’ARN), une base azotée peut être fixée. L’assemblage phosphate-sucre-base azotée constitue ce qu’on appelle un nucléotide. Tous les nucléotides sont constitués d’une partie commune (phosphate-sucre) et d’une partie différente (base azotée). Dans l’ADN, les seules bases azotées qui peuvent être fixées au sucre sont l’Adénine, la Thymine, la Guanine, la Cytosine, tandis que dans l’ARN, les seules bases azotées qui peuvent être fixées au sucre sont l’Adénine, l’Uracile, la Guanine, la Cytosine.
La caractéristique exemplaire des bases azotées est qu’elles fonctionnent à l’image d’une bande Velcro spécialisée. Dans l’ADN, la base azotée Adénine présente sur un brin ne peut se lier qu’à la base azotée Thymine présente sur le brin voisin; l’effet Velcro dans ce cas précis est que 2 liaisons se forment entre l’Adénine et la Thymine. Bien évidemment, la Thymine présente sur un brin ne peut se lier qu’à l’Adénine du brin voisin.
Inversement, la Guanine présente sur un brin de l’ADN ne peut se lier qu’à la Cytosine présente sur l’autre brin; dans ce cas, l’effet Velcro conduit à la formation de 3 liaisons entre la Guanine et la Cytosine. Et par analogie, la Cytosine d’un brin ne peut se lier qu’à la Guanine de l’autre brin.
Pour résumer, ce qui fait les caractéristiques exemplaires de l’ADN et de l’ARN, c’est le fait que ces structures complexes sont constituée d’une colonne vertébrale simple qui se répète dans l’espace et qui forme un brin. Sur chaque entité "sucre" du brin, l’une ou l’autre des bases azotées peut se fixer ; l’ensemble phosphate-sucre-base azotée constitue un nucléotide, et la succession de nucléotides dans le brin constitue l’ADN ou l’ARN. Dans l’ADN, les 2 brins qui forment la double hélice ne tiennent entre eux que grâce au fait qu’une base ne peut se lier qu’à une autre base (Adénine avec Thymine; Guanine avec Cytosine). C’est la particularité de chaque ADN présent dans chaque organisme vivant qui fait sa différence avec les autres organismes, puisque la séquence de nucléotides dans l’ADN n’est pas exactement la même (à quelques pourcents près) d’un individu à l’autre.
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