Par Kevin Beck
Mis à jour le 30 août 2022

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Qu'est-ce que l'ARN ?

L'acide ribonucléique (ARN) est l'un des deux principaux acides nucléiques présents dans les organismes vivants, l'autre étant l'acide désoxyribonucléique (ADN). Alors que l’ADN est souvent célébré pour son rôle dans l’hérédité, l’ARN est beaucoup plus polyvalent et existe sous trois formes principales :l’ARN messager (ARNm), l’ARN ribosomal (ARNr) et l’ARN de transfert (ARNt). L'ARNm sert de messager qui transporte les instructions génétiques de l'ADN vers la machinerie cellulaire qui construit les protéines.

ADN et ARN :différences clés

L'ADN et l'ARN sont des polymères composés de nucléotides, chacun constitué d'un sucre, d'un groupe phosphate et d'une base azotée. Les caractéristiques distinctives sont :

• Sucre :l'ARN utilise du ribose ; L'ADN utilise du désoxyribose (ribose moins un groupe hydroxyle).
• Structure des brins :l'ADN est généralement double brin ; L'ARN est simple brin.
• Composition de la base :l'ADN contient de l'adénine (A), de la cytosine (C), de la guanine (G) et de la thymine (T) ; L'ARN remplace la thymine par l'uracile (U).

Ces différences influencent la stabilité, la réactivité et les rôles fonctionnels de chaque molécule.

Sous-types d'ARN et leurs fonctions

L'ARNm transcrit l'information génétique ; L’ARNr constitue le noyau des ribosomes, les usines de synthèse des protéines de la cellule; L'ARNt délivre des acides aminés spécifiques au ribosome pendant la traduction. Chaque type a une structure distincte qui lui permet de jouer son rôle spécialisé.

Aperçu structurel de l'ARNm

L'ARNm est un polymère simple brin qui reflète la séquence d'ADN dans le brin codant, sauf que l'uracile remplace la thymine. Les extrémités 5' et 3' du brin sont définies respectivement par le groupe phosphate en 5' du carbone ribose et le groupe hydroxyle en 3'. La polymérisation se produit en liant le phosphate 5' d'un nouveau nucléotide à l'hydroxyle 3' de la chaîne en croissance, libérant une molécule d'eau dans une réaction de déshydratation.

Transcription :De l'ADN à l'ARNm

La transcription commence lorsque l'ARN polymérase se lie à une séquence promotrice sur la matrice d'ADN. La double hélice se déroule, exposant le brin modèle. L'ARN polymérase lit l'ADN dans une direction 3′ vers 5 ′ et synthétise un brin d'ARN complémentaire dans une direction 5′ vers 3 ′. Les sous-unités catalytiques de l’enzyme – alpha (α), bêta (β), bêta-prime (β′) et sigma (σ) – forment une holoenzyme pesant environ 420 000 daltons. La transcription se poursuit jusqu'à ce qu'une séquence de terminaison signale à l'ARN polymérase de libérer l'ARNm nouvellement formé.

Traduction :Construire des protéines à partir d'ARNm

Après traitement (ajout de capuchon 5', épissage, polyadénylation en 3') et exportation vers le cytoplasme, l'ARNm mature se déplace vers un ribosome. Les ribosomes, composés de sous-unités d'ARNr 18S et 28S (30S et 50S chez les procaryotes), décodent les codons de l'ARNm, des triplets de nucléotides qui spécifient les acides aminés. Les molécules d’ARN de transfert (ARNt) associent chaque codon à son acide aminé correspondant, l’amenant au centre peptidyl transférase du ribosome. Le processus se déroule par des phases d'initiation, d'élongation et de terminaison, libérant finalement une chaîne polypeptidique qui se replie en une protéine fonctionnelle.

Principaux points à retenir

• L'ARNm constitue le pont entre le code génétique de l'ADN et la synthèse des protéines.
• La nature simple brin de l'ARN et sa base uracile permettent des structures secondaires polyvalentes.
• La transcription et la traduction sont hautement réglementées, garantissant une expression génétique précise.
• La compréhension des mécanismes de l'ARNm est à la base des thérapies modernes, y compris les vaccins à ARNm.

En comprenant les nuances de la structure et de la fonction de l'ARNm, les chercheurs peuvent mieux exploiter cette molécule à des fins diagnostiques, thérapeutiques et biotechnologiques.