Contenu
L’une des fonctions les plus importantes des cellules vivantes est de produire les protéines nécessaires à la survie de l’organisme. Les protéines donnent forme et structure à un organisme et, en tant qu’enzymes, régulent l’activité biologique. Pour fabriquer des protéines, une cellule doit lire et interpréter les informations génétiques stockées dans son acide désoxyribonucléique, ou ADN. Les sites de synthèse des protéines cellulaires sont les ribosomes, qui peuvent être libres ou liés. L'importance du ribosome libre est que la synthèse des protéines commence là.
ADN et ARN
L'ADN est une longue chaîne moléculaire composée de groupes sucre et phosphate en alternance. L'une des quatre bases nucléotidiques possibles contenant de l'azote - A, C, T et G - dépend de chaque sucre. La séquence des bases le long du brin d'ADN détermine la séquence des acides aminés qui forment les protéines. L'acide ribonucléique, ou ARN, transmet une copie complémentaire d'une partie d'une molécule d'ADN - un gène - aux ribosomes, qui sont de minuscules granules composés d'ARN et de protéines. L’ARN ressemble à l’ADN, à la différence que ses groupes sucre contiennent un atome d’oxygène supplémentaire et il remplace la base nucléotidique U par la base T de l’ADN. Les ribosomes créent des protéines en fonction des informations stockées dans l'ARN messager ou ARNm.
Codage complémentaire
Les règles de transcription d'ADN en ARN spécifient une correspondance entre les bases du gène et les bases de l'ARNm. Par exemple, une base A dans un gène spécifie une base U dans le brin d'ARNm. De même, les bases T, C et G d’un gène spécifient les bases A, G et C, respectivement, dans l’ARNm. L'information génétique contenue dans l'ARNm prend la forme de triplets de bases nucléotidiques appelés codons. Par exemple, le triplet ADN TAA crée le triplet ARN UTT. Les brins d'ADN et d'ARN contiennent donc des informations complémentaires, mais uniques, codées dans la séquence des bases nucléotidiques. Presque tous les triplets codent pour un acide aminé spécifique, bien que quelques triplets spécifient la fin du gène. Plusieurs triplets différents peuvent coder pour le même acide aminé.
Ribosomes
La cellule fabrique des ribosomes directement à partir d'ARN ribosomal, ou ARNr, codé par des gènes d'ADN spécifiques. L'ARNr se combine aux protéines pour former de grandes et de petites sous-unités. Les deux sous-unités ne se rejoignent que pendant la synthèse des protéines. Dans une cellule procaryote, c'est-à-dire sans noyau organisé, les sous-unités du ribosome flottent librement dans le liquide cellulaire, ou cytosol. Chez les eucaryotes, les enzymes du noyau d’une cellule construisent des sous-unités de ribosomes. Le noyau exporte ensuite les sous-unités vers le cytosol. Certains des ribosomes peuvent se lier temporairement à un organite cellulaire appelé réticulum endoplasmique, ou ER, lors de la construction de protéines, tandis que d'autres ribosomes restent libres alors qu'ils synthétisent des protéines.
Traduction
La plus petite sous-unité d’un ribosome libre saisit un brin d’ARNm pour commencer la synthèse des protéines. La plus grande sous-unité s’accroche alors et commence à traduire chaque codon d’ARNm. Cela implique l'exposition et le positionnement de chaque codon d'ARNm afin que les enzymes puissent identifier et attacher l'acide aminé correspondant au codon actuel. Une molécule d'ARN de transfert, ou ARNt, avec un anti-codon complémentaire se verrouille dans la plus grande sous-unité, son acide aminé désigné étant attaché. Les enzymes transfèrent ensuite l'acide aminé à la chaîne protéique en croissance, rejettent l'ARNt usé pour le réutiliser et exposent le codon d'ARNm suivant. Une fois terminé, le ribosome libère la nouvelle protéine et les deux sous-unités se dissocient.