Contenu
- Acides nucléiques: aperçu
- Que sont les nucléotides?
- La structure de l'ADN contre l'ARN
- Liaison paire de bases dans les acides nucléiques
- Le rôle de l'ADN et de l'ARN dans la synthèse protéique
- La traduction au ribosome
- Autres différences entre ADN et ARN
Acide désoxyribonucléique (ADN) et l'acide ribonucléique (ARN) sont les deux acides nucléiques présents dans la nature. Les acides nucléiques représentent à leur tour l'une des quatre "molécules de la vie", ou biomolécules. Les autres sont les protéines, les glucides et lipides. Les acides nucléiques sont les seules biomolécules qui ne peuvent pas être métabolisées pour générer de l'adénosine triphosphate (ATP, la "monnaie énergétique" des cellules).
L'ADN et l'ARN portent tous deux des informations chimiques sous la forme d'un code génétique presque identique et logiquement simple. L'ADN est le auteur et des moyens par lesquels il est transmis aux générations suivantes de cellules et d’organismes entiers. L'ARN est le convoyeur du donneur d’instructions aux ouvriers de la chaîne de montage.
Bien que l’ADN soit directement responsable de l’ARN messager (ARNm) synthèse dans le processus appelé transcription, l’ADN dépend également de l’ARN pour fonctionner correctement afin de transmettre ses instructions aux ribosomes au sein des cellules. On peut donc dire que les acides nucléiques ADN et ARN ont développé une interdépendance avec chacun d'entre eux qui est également essentielle à la mission de la vie.
Acides nucléiques: aperçu
Les acides nucléiques sont des polymères longs constitués d’éléments individuels appelés nucléotides. Chaque nucléotide est constitué de trois éléments distincts: un à trois. groupes phosphate, une sucre ribose et l'un des quatre possible bases azotées.
Chez les procaryotes, dépourvus de noyau cellulaire, l'ADN et l'ARN se retrouvent libres dans le cytoplasme. Chez les eucaryotes, qui possèdent un noyau cellulaire et possèdent également un certain nombre d'organites spécialisés, l'ADN se trouve principalement dans le noyau. Mais, on peut également le trouver dans les mitochondries et, chez les plantes, dans les chloroplastes.
L'ARN eucaryote, quant à lui, se trouve dans le noyau et dans le cytoplasme.
Que sont les nucléotides?
Un nucléotide est l'unité monomère d'un acide nucléique, en plus d'avoir d'autres fonctions cellulaires. Un nucléotide consiste en un sucre à cinq carbones (pentose) dans un format d'anneau intérieur à cinq atomes, un à trois groupes phosphate et un Base azotée.
Dans l'ADN, il existe quatre bases possibles: l'adénine (A) et la guanine (G), qui sont des purines, et la cytosine (C) et la thymine (T), qui sont des pyrimidines. L’ARN contient également A, G et C, mais des substituts uracile (U) pour la thymine.
Dans les acides nucléiques, les nucléotides ont tous un groupe phosphate lié, qui est partagé avec le nucléotide suivant dans la chaîne d'acide nucléique. Les nucléotides libres, cependant, peuvent en avoir plus.
L’adénosine diphosphate (ADP) et l’adénosine triphosphate (ATP) participent à une multitude de réactions métaboliques dans votre corps toutes les secondes.
La structure de l'ADN contre l'ARN
Comme indiqué, bien que l'ADN et l'ARN contiennent chacun deux bases azotées purines et deux bases azotées pyrimidiques, et contiennent les mêmes bases puriques (A et G) et une même base pyrimidine (C), ils diffèrent par le fait que l'ADN a T comme son deuxième base pyrimidine alors que l'ARN a U chaque endroit T apparaît dans l'ADN.
Les purines sont plus grandes que les pyrimidines car elles contiennent deux joint des cycles contenant de l'azote à la un dans les pyrimidines. Ceci a des implications pour la forme physique sous laquelle l’ADN existe dans la nature: sa double brinet, en particulier, est une double hélice. Les brins sont reliés par les bases pyrimidine et purine sur des nucléotides adjacents; si deux purines ou deux pyrimidines étaient jointes, l'espacement serait trop grand ou deux petits, respectivement.
L'ARN, d'autre part, est simple brin.
Le sucre ribose dans l’ADN est désoxyribose alors que celui de l'ARN est ribose. Le désoxyribose est identique au ribose sauf que le groupe hydroxyle (-OH) en position 2-carbone a été remplacé par un atome d'hydrogène.
Liaison paire de bases dans les acides nucléiques
Comme indiqué précédemment, dans les acides nucléiques, les bases de purine doivent se lier à des bases de pyrimidine pour former une molécule stable à double brin (et finalement à double hélice). Mais c'est en réalité plus spécifique que cela. La purine A se lie et uniquement à la pyrimidine T (ou U), et la purine G se lie à et uniquement à la pyrimidine C.
Cela signifie que lorsque vous connaissez la séquence de base d'un brin d'ADN, vous pouvez déterminer la séquence de base exacte de son brin complémentaire (partenaire). Pensez aux aspects complémentaires inverses ou négatifs photographiques les uns des autres.
Par exemple, si vous avez un brin d'ADN avec la séquence de bases ATTGCCATATG, vous pouvez en déduire que le brin d'ADN complémentaire correspondant doit avoir la séquence de bases TAACGGTATAC.
Les brins d'ARN sont un simple brin, mais ils se présentent sous différentes formes, contrairement à l'ADN. En plus de ARNm, les deux autres principaux types d’ARN sont l’ARN ribosomal (ARNr) et l'ARN de transfert (ARNt).
Le rôle de l'ADN et de l'ARN dans la synthèse protéique
L'ADN et l'ARN contiennent tous deux des informations génétiques. En fait, l'ARNm contient les mêmes informations que l'ADN à partir duquel il a été fabriqué lors de la transcription, mais sous une forme chimique différente.
Lorsque l'ADN est utilisé comme matrice pour fabriquer l'ARNm lors de la transcription dans le noyau d'une cellule eucaryote, il synthétise un brin qui est l'analogue d'ARN du brin d'ADN complémentaire. En d'autres termes, il contient du ribose plutôt que du désoxyribose et, là où T serait présent dans l'ADN, U est présent.
Lors de la transcription, un produit de longueur relativement limitée est créé. Ce brin d'ARNm contient généralement l'information génétique d'un produit protéique unique.
Chaque bande de trois bases consécutives dans l'ARNm peut varier de 64 manières différentes, le résultat de quatre bases différentes à chaque point élevé à la troisième puissance représentant les trois points. Il se trouve que chacun des 20 acides aminés à partir desquels les cellules construisent des protéines est codé par une telle triade de bases d’ARNm, appelée codon triplet.
La traduction au ribosome
Après la synthèse de l'ARNm par l'ADN pendant la transcription, la nouvelle molécule passe du noyau au cytoplasme, traversant la membrane nucléaire à travers un pore nucléaire. Il joint ensuite ses forces à un ribosome, qui vient de se réunir à partir de ses deux sous-unités, une grande et une petite.
Les ribosomes sont les sites de Traduction, ou l’utilisation de l’information dans l’ARNm pour fabriquer la protéine correspondante.
Au cours de la traduction, lorsque le brin d'ARNm "se bloque" sur le ribosome, l'acide aminé correspondant aux trois bases nucléotidiques exposées, c'est-à-dire le codon triplet, est transféré dans la région par l'ARNt. Un sous-type d'ARNt existe pour chacun des 20 acides aminés, ce qui rend ce processus de navette plus ordonné.
Une fois que l’acide aminé droit est attaché au ribosome, il est rapidement déplacé vers un site ribosomal voisin, où le polypeptide, ou la chaîne croissante d’acides aminés précédant l’arrivée de chaque nouvelle addition est en voie d’achèvement.
Les ribosomes eux-mêmes sont constitués d'un mélange à peu près égal de protéines et d'ARNr. Les deux sous-unités existent en tant qu'entités distinctes sauf lorsqu'elles synthétisent activement des protéines.
Autres différences entre ADN et ARN
Les molécules d'ADN sont considérablement plus longues que les molécules d'ARN; En réalité, une seule molécule d'ADN constitue le matériel génétique d'un chromosome entier, représentant des milliers de gènes. En outre, le fait qu’ils soient séparés en chromosomes témoigne de leur masse comparative.
Bien que l'ARN ait un profil plus modeste, il s'agit en réalité de la plus diversifiée des deux molécules du point de vue fonctionnel. En plus de se présenter sous forme d'ARNt, d'ARNm et d'ARNr, l'ARN peut également servir de catalyseur (amplificateur de réactions) dans certaines situations, par exemple lors de la traduction d'une protéine.