Sens 5' vers 3'

Le sens 5' vers 3' désigne le sens de synthèse d'ADN ou d'ARN par une polymérase.

Un schéma de furanose (sucre en cycle), molécule dont les atomes de carbone sont ici numérotés (de 1' à 5').


Les nucléotides

Les brins d'ADN et d'ARN sont des polymères formés d'assemblage de résidus nucléotidiques.

Les quatre différentes sortes de nucléotides comprennent chacune un pentose (sucre à 5 atomes de carbone) : le ribose pour l'ARN et le désoxyribose pour l'ADN. Une base azotée se lie au carbone 1 du pentose. Au carbone 5 du sucre se trouve le groupement phosphate.

Notez que le terme nucléotide s'emploie dans le cas où le phosphate est présent. Le nucléoside est le monomère de l'acide nucléique qui contient seulement la base azotée et le pentose. Il est fréquent de trouver la terminologie nucléoside monophosphate ou diphosphate ou triphosphate, selon le nombre de phosphates ajoutés au nucléoside.

Les bases azotées

Les bases azotées existantes sont l'adénine, la cytosine, la guanine, la thymine (seulement dans l'ADN) et l'uracile (équivalent de la thymine pour l'ARN). L'adénine et la guanine sont des purines, tandis que la cytosine, la thymine et l'uracile sont des pyrimidines.

Les bases azotées complémentaires sont liées entre elles par des liaisons hydrogène, une purine se liant à une pyrimidine :

  • l'adénine avec la thymine ou avec l'uracile par 2 liaisons hydrogène
  • la cytosine avec la guanine par 3 liaisons hydrogène

L'orientation des brins

Schéma d'une fraction de molécule d'ADN, avec les orientations des brins indiquées.

L'assemblage des nucléotides, qui s'effectue à l'aide de leur sucre, est orienté. Une molécule de phosphate relie le carbone 3 du premier sucre au carbone 5 du sucre suivant, qui lui-même associe son carbone 3, à travers une molécule de phosphate, au carbone 5 du sucre suivant, et ainsi de suite de proche en proche. Cela détermine ainsi une chaîne orientée de nucléotides où l'on peut déterminer l'extrémité 3' du brin, et l'extrémité 5', à l'opposé.

Dans l'ARN, un seul brin est présent, mais dans l'ADN, deux brins sont liés entre eux par les bases azotées, et les brins sont toujours anti-parallèles (l'extrémité 3' d'un brin est en vis-à-vis de l'extrémité 5' de son brin complémentaire).

Lors de la synthèse d'un brin d'ADN (lors de la réplication de l'ADN) ou d'ARN (lors de la transcription), chaque nouveau nucléotide s'ajoute à l'extrémité 3' du brin en formation : le sens 5' vers 3' est le sens de croissance du brin synthétisé. Cette synthèse se fait par une polymérase qui lit donc le brin codant (ou brin matrice) dans le sens 3'-5', puisque brin codant et brin synthétisé sont complémentaires et anti-parallèles : le sens 3' vers 5' est le sens de lecture du brin codant.

Cependant, lors de la réplication de l'ADN, les deux brins doivent être répliqués. Un des deux brins, le codant, va donc être bien lu de 3' vers 5' pour réaliser une synthèse de 5' vers 3' en continu (nucléotide par nucléotide), mais le brin complémentaire ne peut pas être lu de 5' vers 3' puisque la synthèse ne peut pas se faire de 3' vers 5'. La lecture du brin non-codant 5'-3' va donc se faire de manière discontinue, bloc par bloc, chaque bloc étant lu de 3' vers 5' (en sens inverse de la progression globale de l'ADN polymérase) pour synthétiser des fragments d'Okazaki qui seront assemblés ensuite par l'ADN ligase.

Extrémité 3'

Pour une séquence d'ADN, le côté 3' (ou 3'OH) désigne l'extrémité de la séquence polynucléotidique terminée par un ose (ribose ou désoxyribose), et notamment par un groupement hydroxyle OH porté par le carbone 3' du sucre.

Le nom 3' vient de la numérotation du carbone portant le OH : les atomes des cycles des base azotée sont notés de 1 à 6 (pour les bases pyrimidiques) ou de 1 à 9 (pour les bases puriques), et les carbones de l'ose sont notés de 1' à 5' pour éviter la confusion avec la base azotée.

Extrémité 5'

Pour une séquence d'ADN, le côté 5' (ou 5'P) désigne l'extrémité de la séquence polynucléotidique terminée par un phosphate.

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