Chaque cellule vivante contient de l'ADN composé de quatre éléments constitutifs appelés nucléotides. La séquence de nucléotides énonce des gènes codant pour les protéines et l'ARN dont les cellules ont besoin pour se développer et se reproduire. Chaque brin d'ADN est maintenu en une seule copie par cellule, tandis que les gènes trouvés sur un chromosome sont souvent transcrits en plusieurs copies d'ARN.
Trois principaux types d'ARN
Les cellules ont besoin de trois principales types d'ARN pour effectuer leurs fonctions biologiques: ARNm, ARNt et ARNr. Le type qui sert de modèle pour la production de protéines est l'ARNm, tandis que l'ARNt et l'ARNr aident à la synthèse des protéines. Les machines cellulaires qui synthétisent les protéines sont appelées ribosomes, et ce sont de grands complexes composés de plusieurs molécules d'ARNr différentes et de plus de 50 protéines. Quand une molécule d'ARNm se combine avec un ribosome, l'ARNt correspond à la matrice d'ARNm avec les acides aminés qui composent une protéine. Le travail de l'ARNr est d'aider à la réaction chimique de la création de liaisons entre les acides aminés.
Chaque protéine doit être synthétisée sur un ribosome, si bien qu'un grand nombre de ribosomes sont nécessaires. Une cellule à division rapide peut contenir jusqu'à 10 millions de ribosomes. Les ribosomes contiennent deux parties, appelées sous-unités, qui se rassemblent autour d'une molécule d'ARNm pour synthétiser une protéine. Plus de 50 protéines dans un ribosome confèrent au ribosome sa forme et sa structure. Ces protéines sont organisées autour de quatre grandes molécules d'ARNr, qui donnent également la structure du ribosome et aident à catalyser la réaction chimique de l'union de deux acides aminés. Les ribosomes sont construits dans le noyau de la cellule, où se trouve l'ADN. Dans le noyau, l'ARNr est transcrit de l'ADN et transformé en fragments qui sont incorporés avec la protéine pour former des ribosomes. Les ribosomes presque terminés sont exportés du noyau dans le cytoplasme de la cellule où leur assemblage est terminé et ils peuvent alors commencer à traduire l'ARNm en protéine.
Transcription de l'ARNr
Tellement l'ARNr est nécessaire pour fabriquer jusqu'à 10 millions de ribosomes requis par une cellule que les gènes de l'ARNr sont répétés en tandem de manière à tête sur la queue sur l'ADN. Il y a un total d'environ 100 copies des principaux gènes de l'ARNr dans l'ADN d'une cellule animale typique. Ces gènes répétés en tandem sont nécessaires pour répondre à la forte demande en ribosomes. Mais même avec 100 copies de ces gènes, les cellules doivent encore transcrire un grand nombre de copies d'ARNr afin de produire le nombre de ribosomes requis. C'est pourquoi il existe de nombreuses copies de l'ARNr pour chaque copie d'un gène de l'ARNr par cellule.
