Nucléosides

Nucléosides

Caractéristiques des Nucléosides

Identification des nucléosides :

Nom UICPA : –
Synonymes : –
N° CAS : –
N° ECHA : –
N° CE : –
Code ATC : –
PubChem : –
ChEBI : –
FEMA : –
SMILES :–
InChl : –

Propriétés chimiques :

Formule : –
Masse molaire : –
pKa : –

Propriétés physiques :

T° Fusion : –
Solubilité : –

Propriétés biochimiques :

Codons : –
pH isoélectrique : –
Acide aminé essentiel : –
Occurrence chez les vertébrés : –

Propriétés optiques :

Pouvoir rotatoire : –

Précautions :

SIMDUT : –

Tout savoir sur les nucléosides : leurs caractéristiques, leur structure, leur occurrence dans l’organisme et leurs différentes applications

Les nucléosides sont des composés organiques essentiels à la structure et à la fonction des acides nucléiques tels que l’ADN (acide désoxyribonucléique) et l’ARN (acide ribonucléique). Plusieurs de leurs analogues sont utilisés en pharmacologie, dans les médicaments anticancéreux et antiviraux.

Description des nucléosides

Les nucléosides font partie du groupe des glycosylamines. Ces molécules organiques sont composées d’une base azotée et d’un pentose, reliés par une liaison glycosidique. Chaque nucléoside dans une cellule se différencie par sa teneur en ces deux composés.

Les plus fréquemment rencontrés en biochimie sont :

l’adénosine ;
la guanosine ;
la cytosine ;
la thymidine ;
l’inosine ;
l’uridine.

Les nucléosides ont la capacité de s’associer à un groupe phosphorique, généralement catalysé par des kinases cellulaires. Cette réaction conduit à la formation de nucléotides, qui sont les éléments constitutifs des séquences de l’ADN et de l’ARN.

Structure des nucléosides

La structure des nucléosides est basée sur celle de leurs deux constituants.

D’une part, le pentose est un sucre qui contient 5 atomes de carbone. Il peut prendre la forme d’un ribose (C₅H₁₀O₅) ou d’un désoxyribose (C₅H₁₀O₄).

D’autre part, la base nucléique peut être une base de purine (adénine ou guanine) ou de pyrimidine (cytosine, thymine ou uracile).

Voici un tableau récapitulatif de la formation d’un nucléoside selon le type de base azotée.

Type de base nucléique	Base purique		Base pyrimidique
Base nucléique	Adénine	Guanine	Thymine, Uracile, Cytosine
Ribonucléoside	Adénosine(A)	Guanosine(G)	Ribothymidine (m⁵U), Uridine (U), Cytidine (C)
Désoxyribonucléoside	Désoxyadénosine (dA)	Désoxyguanosine (dG)	Thymidine (T), Désoxyuridine (dU), Désoxycytidine (dC),

Outre ces formes nucléosidiques de base, d’autres configurations se présentent dans les ARN de transfert (ARNt) et des ARN ribosomiques (ARNr). Certaines peuvent aussi être présentes dans l’ADN.

Ces molécules modifiées émergent souvent après la transcription. Elles contribuent à affiner la structure, l’unicité et l’activité des molécules. La majorité de ces altérations résulte du processus de méthylation.

Occurrence des nucléosides dans l’organisme

La synthèse des nucléosides se déroule généralement à partir des nucléotides, qui sont les unités de base des acides nucléiques (ADN et ARN). Ce composé organique est ainsi synthétisé par des voies de novo dans le foie. Il est formé après le clivage des nucléotides qui se divisent en nucléoside et en phosphate. Ensuite, une fois dans le tube digestif, il est catalysé par des enzymes, telles que les PNP (purines nucléosides phosphorylases). De ce fait, il se convertit en bases nucléiques, ainsi qu’en ribose et en désoxyribose.

Applications des nucléosides

Les analogues des nucléosides naturels sont employés en tant qu’agents thérapeutiques. Ces composés sont des dérivés artificiels de cette molécule biologique, se révélant particulièrement efficaces contre les virus et les cancers.

Usage en médecine

Ces produits sont considérés comme de puissants agents antiviraux. Ils sont fréquemment employés dans le traitement des infections virales telles que l’herpès simplex, l’hépatite B et le VIH, le virus du sida.

Ils passent d’abord par un processus de phosphorylation, où ils sont associés à un groupe phosphate. Ensuite, ils acquièrent une fonction antimétabolite. Ils partagent une similitude structurelle avec les nucléosides, leur permettant de s’intégrer dans les brins d’ADN viral en cours de synthèse. Cependant, ils se placent comme agents terminaux de chaîne, interrompant l’activité de l’ADN polymérase virale.

La transcriptase inverse est formée par de nombreux inhibiteurs nucléosidiques. Il s’agit de l’enzyme utilisée par les virus de l’ARN, dont le procédé de réplication de l’ADN est différent de celui qui est normal. Ainsi, il est possible que des analogues nucléosidiques puissent cibler de manière préférentielle cette rétrotranscriptase virale.

D’autres analogues, bien moins sélectifs, trouvent une application dans le traitement du cancer en tant qu’agents de chimiothérapie.

Il est important de noter que leur impact ne se limite pas uniquement à l’ADN viral, mais touche également l’ADN mitochondrial. Des effets secondaires tels qu’une aplasie médullaire peuvent ainsi survenir.

Usage en biologie moléculaire

En biologie moléculaire, divers sucres, autres que le ribose et le désoxyribose, sont exploités pour générer des analogues spécifiques. Ceux-ci présentent une résistance accrue à l’hydrolyse. Parmi ces variantes figurent le LNA (Locked Nucleic Acid), le morpholino et le PNA (Peptide Nucleic Acid). Ces substitutions de sucre visent à renforcer la stabilité des nucléosides. De plus, certains de ces composés modifiés sont employés dans des réactions de séquençage, notamment les didésoxyribonucléotides.

Usage pharmaceutique

Les analogues nucléosidiques sont exploités dans la fabrication de médicaments contre diverses pathologies, notamment les infections virales et certains types de cancer.

Analogues de l’adénosine

Les analogues de l’adénosine, notamment l’adénosine triphosphate (ATP) sont présents dans de nombreux produits pharmaceutiques antiviraux. Parmi ceux-ci figurent la zidovudine, un des premiers médicaments contre le VIH, la vidarabine, utilisée en chimiothérapie, et la galidesivir, un des traitements contre l’hépatite C. Le remdesivir, contre l’Ebola, et le GS-441524, contre le coronavirus félin, contiennent également de l’ATP.

Analogues de la désoxycytidine

Les analogues de la désoxycytidine, y compris la désoxycytidine triphosphate (dCTP), sont appliqués dans le traitement des cancers. La cytarabine en est un exemple, utilisé en chimiothérapie. D’autres médicaments antirétroviraux renferment aussi ces dérivés : l’emtricitabine, la lamivudine et la zalcitabine, contre le VIH et l’hépatite B.

Analogues de la désoxyguanosine

Les analogues de la désoxyguanosine, incluant la désoxyguanosine triphosphate (dGTP), sont présents dans l’abacavir, dont la première fonction est de traiter les infections au VIH.

Analogues de la thymidine

En ce qui concerne la thymidine, ses analogues, dont la thymidine triphosphate (dTTP), figurent dans la composition de la stavudine. Cette dernière constitue un remède antirétroviral, faisant partie des traitements du virus de l’immunodéficience humaine.

Analogues de la désoxyadénosine

Les analogues de la désoxyadénosine, dont la désoxyadénosine triphosphate (dATP), sont exploités dans la fabrication de médicaments antirétroviraux. La didanosine en est un exemple.

Analogues de la désoxyuridine

La désoxyuridine triphosphate, un des analogues de la désoxyuridine, se retrouve dans l’idoxuridine et la trifluridine, dont les principes actifs agissent contre l’herpès.

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