un groupe 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).
Les nucléotides sont appelés ribonucléotides si le sucre est du ribose, ou des désoxyribonucléotides si le sucre est du désoxyribose.
In vivo, les nucléotides peuvent être synthétisés de novo, ou recyclés par des voies de recyclages. Les nucléotides subissent une dégradation de telle sorte que des parties utiles peuvent être réutilisées dans des réactions de synthèse pour créer de nouveaux nucléotides. Le foie est le principal organe de la synthèse de novo des quatre nucléotides.
Les composants utilisés dans la synthèse nucléotidique de novo sont dérivés de précurseurs biosynthétiques du métabolisme des glucides et des acides aminés, ainsi que de l'ammoniac et du dioxyde de carbone. La synthèse de novo des pyrimidines et des purines suit deux voies différentes.
Cependant, les purines sont d'abord synthétisées à partir de la matrice de sucre sur laquelle la synthèse cyclique se produit.
Pour référence, les synthèses des nucléotides purine et pyrimidine sont réalisées par plusieurs enzymes dans le cytoplasme de la cellule, et non au sein d'un organite spécifique.
Nucléotides dans l'ADN et l'ARN
Les nucléotides constituent l'élément de base d'un acide nucléique tels que l'ADN ou l'ARN.
Ces deux types sont respectivement constitués uniformément de désoxyribose et de ribose, la base azotée étant en revanche variable.
Le sucre (ou ose, plus précisément ici un pentose) présent dans l’ADN est le β-D-2'-désoxyribose. Le préfixe «désoxy» signifie qu’il y a un groupe hydroxyle (-OH) en moins. En fait, sur la position 2 de tous les sucres composant l’ADN, l'hydroxyle est remplacé par un atome d'hydrogène (H).
En revanche, l'hydroxyle demeure présent dans l’ARN, où l'ose est le ribose.
Les nucléotides sont liés les uns aux autres par des liaisons phosphodiester.
L’enzyme assurant la liaison est l'ADN-polymérase dans le cas de l'ADN, qui duplique un brin existant d'ADN, et l'ARN-polymérase pour l'ARN, qui crée un brin d'ARN à partir d'un modèle d'ADN.
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.
On trouve quatre bases nucléiques dans l'ARN: l'adénine, la guanine, la cytosine et l'uracile.
L'ADN est constitué de quatre désoxyribonucléotides différents correspondant à quatre bases nucléiques différentes:
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 prescrit pour le traitement de l'hépatite C.
Codes IUPAC
L'IUPAC a défini les codes suivants pour représenter les nucléotides des acides nucléiques et désoxyribonucléiques séquencés:
↑(en) K. K. Kanaka, Nidhi Sukhija, Rangasai Chandra Goli, Sanjeev Singh, Indrajit Ganguly, S. P. Dixit et al., «On the concepts and measures of diversity in the genomics era», Current Plant Biology(d), vol.33, , article no100278 (DOI10.1016/j.cpb.2023.100278).
↑Bolsover S., Hyams K, Shephard E, White H. & Wiedeman C. (2006). Biologie moléculaire et cellulaire, Dunod.ed. 2e éd., trad. Cell Biology, a short course, second édition, John, Wiley & Son Inc., chapitre 4.
↑(en) Denis A. Malyshev, Kirandeep Dhami et col, «A semi-synthetic organism with an expanded genetic alphabet», Nature, no509, 15 mais 2014, p.385-388 (DOI10.1038/nature13314)
