Bases azotées - Définition et structures
Les bases azotées se trouvent dans l'ADN et l'ARN. Fan de Shunyu / Getty Images
Une base azotée est une molécule organique qui contient l'élément azote et sert de base dans les réactions chimiques. La propriété de base découle de la seule paire d'électrons sur l'atome d'azote.
Les bases azotées sont également appelées nucléobases car elles jouent un rôle majeur en tant que constituants de les acides nucléiques acide désoxyribonucléique ( ADN ) et l'acide ribonucléique ( ARN ).
Il existe deux grandes classes de bases azotées : purines et pyrimidines . Les deux classes ressemblent à la molécule pyridine et sont des molécules planes non polaires. Comme la pyridine, chaque pyrimidine est un seul cycle organique hétérocyclique. Les purines sont constituées d'un cycle pyrimidine fusionné avec un cycle imidazole, formant une structure à double cycle.
01 de 07Les 5 principales bases azotées
Les bases azotées se lient aux bases complémentaires de l'ADN et de l'ARN. Fan de Shunyu / Getty Images
Bien qu'il existe de nombreuses bases azotées, les cinq plus importantes à connaître sont les bases présentes dans ADN et ARN , qui sont également utilisés comme vecteurs énergétiques dans les réactions biochimiques. Ce sont l'adénine, la guanine, la cytosine, la thymine et l'uracile. Chaque base a ce qu'on appelle une base complémentaire à laquelle elle se lie exclusivement pour former de l'ADN et de l'ARN. Les bases complémentaires forment la base du code génétique.
Examinons de plus près les bases individuelles...
02 de 07Adénine
Molécule de base azotée adénine purine. MOLEKUUL/SCIENCE PHOTOTHÈQUE / Getty Images
L'adénine et la guanine sont des purines. L'adénine est souvent représentée par la lettre majuscule A. Dans l'ADN, sa base complémentaire est la thymine. La formule chimique de l'adénine est C5H5N5. Dans l'ARN, l'adénine forme des liaisons avec l'uracile.
L'adénine et les autres bases se lient aux groupes phosphate et au sucre ribose ou au 2'-désoxyribose former des nucléotides . Les noms de nucléotides sont similaires aux noms de base mais ont la terminaison «-osine» pour les purines (par exemple, l'adénine forme l'adénosine triphosphate) et la terminaison «-idine» pour les pyrimidines (par exemple, la cytosine forme la cytidine triphosphate). Les noms de nucléotides spécifient le nombre de groupes phosphate liés à la molécule : monophosphate, diphosphate et triphosphate. Ce sont les nucléotides qui agissent comme éléments constitutifs de l'ADN et de l'ARN. Des liaisons hydrogène se forment entre la purine et la pyrimidine complémentaire pour former la forme en double hélice de l'ADN ou agissent comme catalyseurs dans les réactions.
03 de 07Guanine
Molécule de base azotée de purine de guanine. MOLEKUUL/SCIENCE PHOTOTHÈQUE / Getty Images
La guanine est une purine représentée par la lettre majuscule G. Sa formule chimique est C5H5N5O. Dans l'ADN et l'ARN, la guanine se lie à la cytosine. Le nucléotide formé par la guanine est la guanosine.
Dans l'alimentation, les purines sont abondantes dans les produits carnés, en particulier dans les organes internes, tels que le foie, le cerveau et les reins. Une plus petite quantité de purines se trouve dans les plantes, comme les pois, les haricots et les lentilles.
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thymine
Molécule de base azotée de thymine pyrimidine. MOLEKUUL/SCIENCE PHOTOTHÈQUE / Getty Images
La thymine est également connue sous le nom de 5-méthyluracile. La thymine est une pyrimidine présente dans l'ADN, où elle se lie à l'adénine. Le symbole de la thymine est une lettre majuscule T. Sa formule chimique est C5H6NdeuxOdeux. Son nucléotide correspondant est la thymidine.
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Cytosine
Molécule de base azotée de cytosine pyrimidine. LAGUNA DESIGN / Getty Images
La cytosine est représentée par la lettre majuscule C. Dans l'ADN et l'ARN, elle se lie à la guanine. Trois liaisons hydrogène se forment entre la cytosine et la guanine dans l'appariement de bases Watson-Crick pour former l'ADN. La formule chimique de la cytosine est C4H4N2O2. Le nucléotide formé par la cytosine est la cytidine.
06 de 07Uracile
Molécule de base azotée d'uracile pyrimidine. MOLEKUUL/SCIENCE PHOTOTHÈQUE / Getty Images
L'uracile peut être considéré comme de la thymine déméthylée. L'uracile est représenté par la lettre majuscule U. Sa formule chimique est C4H4NdeuxOdeux. Dans acides nucléiques , on le trouve dans l'ARN lié à l'adénine. L'uracile forme le nucléotide uridine.
Il existe de nombreuses autres bases azotées dans la nature, et les molécules peuvent être trouvées incorporées dans d'autres composés. Par exemple, les cycles pyrimidine se trouvent dans la thiamine (vitamine B1) et les barbituriques ainsi que dans les nucléotides. Des pyrimidines se trouvent également dans certaines météorites, bien que leur origine soit encore inconnue. Les autres purines trouvées dans la nature comprennent la xanthine, la théobromine et la caféine.
07 de 07Revoir l'appairage de la base
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Dans l'ADN, l'appariement des bases est :
- À
- G-C
Dans l'ARN, l'uracile remplace la thymine, donc l'appariement de bases est :
- AU
- G-C
Les bases azotées sont à l'intérieur de la double hélice d'ADN , les sucres et les portions de phosphate de chaque nucléotide formant le squelette de la molécule. Quand une hélice d'ADN se divise, comme transcrire l'ADN , des bases complémentaires se fixent à chaque moitié exposée afin que des copies identiques puissent être formées. Lorsque L'ARN agit comme modèle pour faire de l'ADN, pourTraduction, des bases complémentaires sont utilisées pour fabriquer la molécule d'ADN à l'aide de la séquence de bases.
Parce qu'elles sont complémentaires les unes des autres, les cellules nécessitent des quantités approximativement égales de purine et de pyrimidines. Afin de maintenir un équilibre dans une cellule, la production de purines et de pyrimidines s'auto-inhibe. Quand l'un est formé, il inhibe la production de plus de la même chose et active la production de son homologue.