1. Protonation du groupe 2'-hydroxyle : Dans les solutions acides, le groupe 2ʹ-hydroxyle du sucre ribose dans l’ARN devient protoné, formant un ion 2ʹ-oxonium chargé positivement.
2. Attaque nucléophile par l'eau : L’ion 2ʹ-oxonium protoné rend le squelette de l’ARN sensible aux attaques nucléophiles des molécules d’eau. La paire isolée d’électrons sur l’atome d’oxygène de l’eau attaque l’atome de phosphore dans la liaison phosphodiester.
3. Formation d'un intermédiaire cyclique : L'attaque nucléophile par l'eau entraîne la formation d'un intermédiaire cyclique appelé phosphate 2ʹ,3ʹ-cyclique. Cette structure cyclique est relativement stable en raison de la présence d’une charge positive sur l’atome de phosphore et d’une charge négative sur l’atome d’oxygène.
4. Hydrolyse de l'intermédiaire cyclique : L'intermédiaire cyclique est ensuite hydrolysé par des molécules d'eau, entraînant la rupture de la liaison phosphodiester. Cela conduit à la libération d'un groupe 3ʹ-hydroxyle sur un nucléotide et d'un groupe 5ʹ-phosphate sur le nucléotide adjacent.
L'effet global de l'hydrolyse acide sur l'ARN est le clivage des liaisons phosphodiester entre les nucléotides, conduisant à la fragmentation de la molécule d'ARN en morceaux plus petits. Ce processus peut être accéléré dans des conditions acides difficiles, telles que des concentrations élevées d'acide ou des températures élevées.
En revanche, l’ADN est plus résistant à l’hydrolyse acide car il lui manque le groupe 2ʹ-hydroxyle dans son squelette sucré. Au lieu de cela, l’ADN contient un sucre 2ʹ-désoxyribose, dépourvu du groupe hydroxyle et ne subit donc pas la même hydrolyse catalysée par un acide. Cette différence de sensibilité à l’hydrolyse acide est l’un des facteurs qui contribuent à une plus grande stabilité de l’ADN par rapport à l’ARN dans les systèmes biologiques.
