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L'acide ribonucléique (ARN) et l'acide désoxyribonucléique (ADN) sont les deux acides nucléiques qui portent le modèle génétique de la vie. Alors que l'ADN stocke et transmet les informations héréditaires du parent à la progéniture, l'ARN joue divers rôles, allant de celui de messager transmettant les instructions génétiques aux ribosomes à celui de catalyseur dans certaines réactions biochimiques. Bien qu'ils partagent un squelette commun composé de sucre et de phosphate, l'ARN et l'ADN diffèrent de trois manières fondamentales :le composant sucre, les bases nucléotidiques et leur architecture tridimensionnelle globale.
L’ARN et l’ADN sont tous deux constitués d’un squelette sucre-phosphate répétitif, mais les sucres diffèrent. Le squelette de l’ARN contient du ribose, un sucre à cinq carbones (C5H10O5) avec un groupe hydroxyle attaché au carbone 2′. L’ADN utilise du désoxyribose (C5H10O4), identique au ribose sauf que le 2′ hydroxyle est remplacé par un atome d’hydrogène. Cette différence subtile confère des propriétés chimiques et une stabilité distinctes à chaque molécule.
Chaque unité sucre est liée à l’une des quatre bases azotées. Les purines adénine (A) et guanine (G) sont communes aux deux acides nucléiques. Les pyrimidines diffèrent :l'ADN associe la cytosine (C) à la thymine (T), tandis que l'ARN associe la cytosine à l'uracile (U). Le remplacement de la thymine par l'uracile est un marqueur biochimique clé qui distingue l'ADN de l'ARN.
L’ADN forme généralement un duplex à double hélice très stable et capable de stocker de grandes quantités de données génétiques. En revanche, la plupart des molécules d’ARN sont simple brin et se replient sous diverses formes adaptées à leurs rôles fonctionnels. Les liaisons hydrogène des paires de bases de la double hélice et les interactions avec les protéines histones permettent à l'ADN de s'étendre en chromosomes longs et linéaires, tandis que le simple brin de l'ARN facilite la synthèse, la traduction et les activités de régulation rapides.
En raison de ces différences structurelles, l’ARN peut assumer de nombreux rôles au-delà du simple transfert d’informations. L'ARN messager (ARNm) transporte les transcrits de gènes du noyau vers les ribosomes, où l'ARN de transfert (ARNt) délivre les acides aminés lors de la synthèse des protéines. D'autres classes d'ARN, telles que l'ARN ribosomal (ARNr) et les ARN régulateurs, participent directement à la catalyse, au contrôle de l'expression génique et à la réplication virale. L'ADN, en revanche, reste le principal référentiel d'informations génétiques, préservant le code héréditaire de la cellule à travers les générations.