Nucléotide, C'est quoi?

Définition

Un nucléotide est une molécule organique qui est l'élément de base d'un acide nucléique tel que l'ADN ou l'ARN. Il est composé d'une base nucléique ou base azotée , d'un ose à cinq atomes de carbone, dit pentose, dont l'association forme un nucléoside, et enfin de un à trois groupes phosphate.

Nucléotides dans l'ADN et l'ARN

Un nucléotide est composé de trois parties :

1. une base nucléique variable en fonction du type de nucléotide (purine ou pyrimidine) fixé à l'atome de carbone 1' du désoxyribose ;
2. un sucre à cinq atomes de carbone ;
3. un groupement phosphate (ou acide phosphorique), identique pour les nucléotides de l'ADN et de l'ARN, fixé sur l'atome de carbone 5' du désoxyribose, (et à l'atome de carbone 3' du désoxyribose du nucléotide suivant)

Puisque les phosphates et les sucres sont toujours les mêmes dans un acide nucléique donné, la nature du nucléotide est déterminée par la base nucléique qu’il contient. La séquence d'un brin d'ADN ou d'ARN peut donc se résumer à la succession des bases nucléiques présentes. Les cinq principaux nucléotides sont nommés selon leur base nucléique.

Ose

Le Beta-D-2- désoxyribofuranose.

Le sucre (ou ose, plus précisément ici un pentose) présent dans l’ADN est le Beta-D-2- désoxyribofuranose. Le préfixe « désoxy » signifie qu’il y a un groupe hydroxile (-OH) en moins. En fait, sur la position 2 de tous les sucres composant l’ADN, l'hydroxyle est remplacé par un atome d'hydrogene (H).

En revanche, l'hydroxyle demeure présent dans l’ARN, où l'ose est le ribose.

Différents nucléotides

Biosynthèse des noyaux purine :

N1 est issu du groupe amine de l'acide aspartique
C2 et C8 sont issus du formiate
N3 et N9 sont issus du groupe amide de la glutamine
C4, C5 et N7 sont issus de la glycine
C6 est issu de l'hydrogénocarbonate (HCO3-).

L'ADN est constitué de quatre désoxyribonuclétides différents correspondant à quatre bases nucléiques différentes :

• le dAMP , dont la base nucléique est l'adénine (A), une purine,
• le dGMP, dont la base nucléique est la guanine (G), une purine,
• le TMP, dont la base nucléique est la thymine (T), une pyrimidine,
• le dCMP, dont la base nucléique est la cytosine (C), une pyrimidine.

La particularité de s'unir deux à deux par complémentarité :

• le dAMP (adénine) avec le TMP (thymine) en établissant deux liaisons hydrogène,
• le dCMP (cytosine) avec le dGMP (guanine) en établissant trois liaisons hydrogène.

L'ARN est constitué de quatre ribonucléotides différents correspondant à quatre bases nucléiques différentes :

• l' AMP, dont la base nucléique est l'adénine (A),
• le GMP , dont la base nucléique est la guanine (G),
• l'UMP, dont la base nucléique est l'Uracile (U), une pyrimidine, il remplace le TMP qui n'apparaît que dans l'ADN,
• le CMP, dont la base nucléique est la cytosine (C).

L'UMP s'apparie avec l'Adénosine Monophosphate (AMP).

La biologie de synthèse crée des nucléotides artificiels formant des paires de bases non naturelles à l'origine d'un code génétique étendu.

ATP

L'adénosine triphosphate, ou ATP, est un nucléotide de stockage de l'énergie dans les cellules vivantes. Cette énergie est libérée par hydrolyse des groupements phosphates

Analogues des nucléotides

Comme pour les analogues de nucléosides, certaines molécules ont été synthétisées comme médicaments, constitués d'un nucléoside et d'un ou plusieurs groupes phosphates. Parmi ces molécules, on peut citer le sofosbuvir en cours de test pour le traitement de l'hépatite C.