Pour aller plus loin. Les deux brins de l'ADN sont maintenus l'un…
Exercice supplémentaire · niveau 3 (difficile) · chimie (première), chapitre 7 — Cohésion, dissolution et solubilité · Aux frontières : biologie et environnement
Énoncé
Pour aller plus loin. Les deux brins de l'ADN sont maintenus l'un contre l'autre par des ponts hydrogène entre bases appariées : ponts entre adénine et thymine (A--T), entre guanine et cytosine (G--C). Pour séparer les brins (« dénaturation »), on chauffe la solution ; la température à laquelle la moitié des molécules sont séparées s'appelle .
- Prévoir, de deux ADN de même longueur, lequel a le le plus élevé : celui riche en A--T ou celui riche en G--C ?
- Pourquoi la nature a-t-elle « choisi » des ponts hydrogène, et non des liaisons covalentes, pour apparier les brins ?
Corrigé
1. Séparer les brins, c'est rompre tous les ponts hydrogène de l'appariement. Chaque paire G--C en apporte , chaque paire A--T seulement : à longueur égale, un ADN riche en G--C est retenu par de ponts en plus. Il faut donc une agitation thermique supérieure pour le dénaturer : son est plus élevé. (C'est vérifié : le croît linéairement avec le pourcentage de G--C, et les bactéries des sources chaudes ont un génome riche en G--C.)
2. Parce que l'information portée par l'ADN doit être lisible et recopiable. Une liaison covalente () serait définitive : aucune enzyme ne pourrait ouvrir la double hélice à température du corps sans détruire la molécule. Un pont hydrogène () est assez fort pour tenir les deux brins appariés de façon stable et assez faible pour être ouvert localement, à la demande, puis refermé. Et comme les ponts sont très nombreux, l'ensemble est solide alors que chacun est fragile.
Contrôle : c'est la même intensité intermédiaire qui rend l'eau liquide à C et vaporisable à C : le pont hydrogène est l'interaction du « réversible ».
Piège : confondre les deux niveaux d'interaction de l'ADN. Les nucléotides d'un même brin sont liés par des liaisons covalentes (le squelette sucre-phosphate, jamais rompu par la chaleur) ; ce sont seulement les deux brins entre eux qui sont appariés par ponts hydrogène.
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