Nucléotide

Un nucléotide associe une base azotée, un sucre à cinq carbones et un ou plusieurs groupes phosphate. Ces molécules forment les unités de l’ADN et de l’ARN, mais elles interviennent aussi dans les transferts d’énergie, la signalisation et certaines réactions enzymatiques. Leur fonction dépend de la base, du sucre, du nombre de phosphates et des liaisons qui les unissent.

Structure et assemblage

La base est une purine — adénine ou guanine — ou une pyrimidine — cytosine, thymine ou uracile. Elle est liée au ribose dans les ribonucléotides et au 2-désoxyribose dans les désoxyribonucléotides. L’ensemble base-sucre constitue un nucléoside ; son estérification par l’acide phosphorique produit un nucléotide. La position du phosphate et le nombre de groupes phosphate distinguent, par exemple, l’adénosine monophosphate, diphosphate et triphosphate.

Dans un acide nucléique, une liaison phosphodiester unit généralement le carbone 3′ d’un sucre au phosphate porté par le carbone 5′ du suivant. Cette orientation donne un sens 5′ vers 3′ à la chaîne, tandis que la succession des bases porte l’information génétique. Une base azotée seule, un nucléoside et un nucléotide désignent donc trois niveaux structuraux distincts.

Autres fonctions biologiques

L’adénosine triphosphate (ATP) et la guanosine triphosphate (GTP) couplent des réactions énergétiques ou commandent des changements de conformation protéique. L’AMP cyclique et le GMP cyclique agissent comme seconds messagers. Des portions nucléotidiques entrent aussi dans la composition de coenzymes tels que le NAD et le FAD.

Les cellules synthétisent les nucléotides par des voies de novo ou récupèrent des bases et des nucléosides par des voies de sauvetage. Les concentrations des quatre précurseurs de l’ADN sont étroitement équilibrées : un déséquilibre peut diminuer la fidélité de réplication. Les nucléotides libres sont en outre dégradés et renouvelés, contrairement à l’image d’unités exclusivement immobilisées dans les chromosomes.