Lorsqu’une molécule d’ADN est double brin, comme l’est généralement l’ADN, les deux brins vont dans des directions opposées. Par conséquent, une extrémité de la molécule aura l’extrémité 3′ du brin 1 et l’extrémité 5′ du brin 2, et vice versa à l’autre extrémité. Cependant, le fait que la molécule soit bicaténaire permet de nombreuses variations différentes.
Les extrémités émousséesModifier
L’extrémité la plus simple de l’ADN d’une molécule bicaténaire est appelée extrémité émoussée. Les extrémités émoussées sont également connues sous le nom d’extrémités non cohésives. Dans une molécule à extrémité émoussée, les deux brins se terminent par une paire de bases. Les extrémités émoussées ne sont pas toujours souhaitées en biotechnologie, car lorsqu’on utilise une ADN ligase pour réunir deux molécules en une seule, le rendement est nettement inférieur avec des extrémités émoussées. Lors du sous-clonage, elle présente également l’inconvénient d’insérer potentiellement l’ADN d’insertion dans l’orientation opposée souhaitée. En revanche, les extrémités émoussées sont toujours compatibles entre elles. Voici un exemple d’un petit morceau d’ADN à extrémités émoussées :
5'-GATCTGACTGATGCGTATGCTAGT-3'3'-CTAGACTGACTACGCATACGATCA-5'
Surplombs et extrémités collantesEdit
Les extrémités non émoussées sont créées par divers surplombs. Un surplomb est un tronçon de nucléotides non appariés à l’extrémité d’une molécule d’ADN. Ces nucléotides non appariés peuvent se trouver dans l’un ou l’autre brin, créant des surplombs en 3′ ou en 5′. Ces overhangs sont dans la plupart des cas palindromiques.
Le cas le plus simple d’un overhang est un nucléotide unique. Il s’agit le plus souvent de l’adénosine et il est créé en surplomb 3′ par certaines ADN polymérases. Le plus souvent, il est utilisé pour le clonage de produits PCR créés par une telle enzyme. Le produit est joint à une molécule d’ADN linéaire avec un surplomb de 3′ thymine. Comme l’adénine et la thymine forment une paire de bases, cela facilite l’assemblage des deux molécules par une ligase, ce qui donne une molécule circulaire. Voici un exemple de A-overhang:
5'-ATCTGACTA-3'3'-TAGACTGA-5'
Les overhangs plus longs sont appelés extrémités cohésives ou extrémités collantes. Ils sont le plus souvent créés par les endonucléases de restriction lorsqu’elles coupent l’ADN. Très souvent, elles coupent les deux brins d’ADN à quatre paires de bases l’un de l’autre, créant un surplomb 5′ de quatre bases dans une molécule et un surplomb 5′ complémentaire dans l’autre. Ces extrémités sont dites cohésives car elles sont facilement recollées par une ligase.
Par exemple, ces deux extrémités » collantes » sont compatibles :
5'-ATCTGACT + GATGCGTATGCT-3'3'-TAGACTGACTACG CATACGA-5'
Elles peuvent former des paires de bases complémentaires dans la région de surplomb :
GATGCGTATGCT-3'5'-ATCTGACT CATACGA-5'3'-TAGACTGACTACG
En outre, comme différentes endonucléases de restriction créent généralement des surplombs différents, il est possible de créer un plasmide en excisant un morceau d’ADN (en utilisant une enzyme différente pour chaque extrémité), puis en le joignant à une autre molécule d’ADN dont les extrémités sont rognées par les mêmes enzymes. Comme les surplombs doivent être complémentaires pour que la ligase fonctionne, les deux molécules ne peuvent se joindre que dans une seule orientation. Ceci est souvent hautement souhaitable en biologie moléculaire.
Frayed endsEdit
À partir de chaque brin simple d’ADN, nous voyons généralement l’adénine s’apparier avec la thymine, et la cytosine s’apparier avec la guanine pour former un brin complémentaire parallèle comme décrit ci-dessous. Deux séquences nucléotidiques qui correspondent l’une à l’autre de cette manière sont dites complémentaires:
5'-ATCTGACT-3'3'-TAGACTGA-5'
Une extrémité effilochée désigne une région d’une molécule d’ADN double brin (ou autre brin multiple) près de l’extrémité avec une proportion significative de séquences non complémentaires, c’est-à-dire une séquence où les nucléotides des brins adjacents ne s’accordent pas correctement :
5'-ATCTGACTAGGCA-3'3'-TAGACTGACTACG-5'
Le terme « effiloché » est utilisé parce que les nucléotides mal appariés ont tendance à éviter de se lier, apparaissant ainsi comme les brins d’un morceau de corde qui s’effiloche.
Bien que des séquences non complémentaires soient également possibles au milieu de l’ADN double brin, les régions mal appariées éloignées des extrémités ne sont pas qualifiées d' » effilochées « .