295- acide ribonucléique - [ARN]

acide ribonucléique - [ARN]


1- PRÉSENTATION 

acide ribonucléique - [ARN], acide nucléique caractérisé par la présence dans sa structure d’un sucre à cinq atomes de carbone (pentose) appelé ribose.


2- CARACTÉRISTIQUES 

L’acide ribonucléique (ARN) est une grosse molécule, constituée, comme l’ADN, de bases puriques et pyrimidiques. Les bases puriques de l’ARN sont l’adénine (A) et la guanine (G), les pyrimidiques sont la cytosine (C) et l’uracile (U) — c’est par cette base uracile que la composition de l’ARN diffère de celle de l’ADN (chez ce dernier, on ne trouve en effet pas l’uracile, mais la thymine — absente de l’ARN). Ces bases sont liées entre elles par des sucres, les riboses (d’où le nom d’acide ribonucléique) et un acide phosphorique. Contrairement à l’ADN, l’ARN des cellules est constitué d’un brin unique : il est dit monocaténaire.

3- SYNTHÈSE DES ARN : LA TRANSCRIPTION 

Transcription
La synthèse, à partir d'un modèle d'ADN, d'un brin d'ARN messager, d'un ARN de transfert ou d'un ARN ribosomial se nomme transcription. La molécule d'ADN se déroule, laissant accès au brin sens (la séquence à partir de laquelle l'ARN est synthétisé). L'enzyme qui contrôle la réaction reconnaît sur l'ADN une région de départ, nommée promoteur, et commence la transcription à partir de cette région. Les nucléotides sont ajoutés un par un : en face de la cytosine (C), on trouve, dans l'ARN, la guanine (G), et vice versa. En face de la thymine (T), on trouve de l'adénine (A) et, en face de l'adénine, se trouve, dans l'ARN, de l'uracile

La transcription est l’étape de la formation de l’ARN. Elle a lieu dans le noyau des cellules eucaryotes, dans le cytoplasme des procaryotes et dans la matrice des mitochondries. L’ARN est fabriqué à partir d’un modèle ADN, sur le principe de la complémentarité des bases A et U, d’une part, G et C, d’autre part. Ainsi, l’enzyme qui préside à la synthèse de l’ARN, l’ARN polymérase, se fixe à une extrémité d’un brin d’ADN (elle est dite ADN dépendante), et lit la succession des bases. À chaque nouvelle base, elle fixe au brin d’ARN en cours de fabrication la base complémentaire : C pour G, G pour C, A pour T et U pour A (puisque la base complémentaire de l’adénine est, dans l’ARN, l’uracile).

4- DIFFÉRENTS TYPES D’ARN 


Différents types d'ARN
Il existe, dans la cellule, trois types d’ARN. L’ARN messager (ARNm) est une molécule en forme de ruban, produit de la transcription de l’ADN, et porteuse du code permettant l’élaboration des protéines par « traduction » du code génétique. L’ARNm possède une extrémité 3’ et une extrémité 5’ qui déterminent le sens de lecture du brin (3’ vers 5’)

Les ARN de transfert (ARNt) sont de petites structures en forme de « feuilles de trèfle ». Ils portent chacun un acide aminé qui sera intégré dans la protéine en cours de construction. Pour cela, ils se fixent, sur l’ARNm, à un codon (succession de trois éléments, spécifiques de l’acide aminé), grâce à leur anticodon (« négatif » du codon). Cette fixation s’effectue par l’intermédiaire des ribosomes (qui « lisent » l’ARNm et sont responsables de la conduite de la fabrication des protéines)

Enfin, les ARN ribosomiaux (ARNr) sont les principaux constituants des ribosomes. Quatre molécules d’ADN de différentes tailles participent à la structure d’un ribosome. La grosse sous-unité (ou sous-unité 60s) comporte les ARN 5,8s, 5s et 28s ; tandis que la petite sous-unité (ou sous-unité 40s) ne compte qu’un ARN, l’ARN 18s. (Les dénominations 5s, 18s, etc., ont pour origine des expériences de centrifugation des sous-unités ribosomiales et des ARN dans des tubes à essai. Pendant la centrifugation, les éléments les plus lourds vont s’accumuler au fond du tube : c’est la sédimentation. Le chiffre correspond au coefficient de sédimentation de chaque élément.)
On trouve, dans les cellules, trois types d’ARN différents qui interviennent dans la synthèse des protéines : l’ARN messager, l’ARN de transfert et l’ARN ribosomal. L’ARN interférent, encore mal connu, joue un rôle dans le contrôle de l’expression de certains gènes. L’ARN viral représente un cas particulier puisqu’il représente, dans les virus à ARN, le support de l’information génétique.

4.1- ARN messager (ARNm) 

L’ARN messager (ARNm) représente l’étape intermédiaire entre les gènes et les protéines ; il est transcrit à partir de l’ADN et comporte les informations génétiques contenues dans certaines des portions de ce dernier — les gènes. Comme sur l’ADN, chaque ensemble de trois bases successives forme un codon, dont la séquence signifie, dans le code génétique, un acide aminé (par exemple, le codon AUG code pour la méthionine). L’ARNm passe ensuite du noyau dans le cytoplasme, où il est traduit sous forme de protéines. On peut le reconnaître à sa forme de filament déployé et recouvert par des petits « grains » appelés ribosomes (c’est au niveau des ribosomes qu’a lieu la synthèse protéique).

4.2- ARN de transfert (ARNt) 

Les ARN de transfert (ARNt) interviennent dans le processus de traduction des protéines : ils ont pour fonction de fournir les acides aminés à la protéine en cours de synthèse, par l’intermédiaire des ribosomes. Chaque ARN de transfert (ARNt) correspond ainsi à un acide aminé particulier, auquel il est attaché. Il porte par ailleurs une petite séquence de trois bases nucléiques, appelée anti-codon, complémentaire d’un codon sur l’ARNm. L’ajout de chaque nouvel acide aminé se fait suivant le mécanisme de lecture du code génétique : à chaque codon de l’ARNm (qui code pour un acide aminé donné) correspond l’anti-codon d’un ARNt. Lorsqu’un ribosome en train de « lire » un ARNm passe sur un codon, l’ARNt porteur de l’anti-codon correspondant se fixe sur lui. Il fournit alors au ribosome le « bon » acide aminé (correspondant à l’information génétique contenue dans le gène), qui est ajouté à la chaîne protéique en cours d’élaboration.

4.3- ARN ribosomal (ARNr) 

L’ARN ribosomal (ARNr) est l’ARN contenu dans les ribosomes, dont il représente plus de la moitié de la masse. Il joue un rôle essentiel dans la fonction de production des chaînes de protéines assurée par les ribosomes, processus appelé traduction.

4.4- ARN interférent (ARNi) 

L’ARN interférent (ARNi) est un petit ARN double brin capable d’inactiver certains gènes en s’associant à des portions de l’ADN correspondant à des éléments de régulation des gènes. Découverts au début des années 1990 chez le pétunia, les ARNi ont été mis en évidence chez l’homme en 2001. En 2002, des chercheurs ont démontré qu’ils sont capables, in vitro, de bloquer la multiplication du virus du sida (voir VIH) et de celui de la variole. D’autres résultats, également publiés en 2002, montrent — toujours in vitro — que l’injection d’ARNi particuliers dans des lymphocytes T empêche dans une grande part la pénétration du VIH. Les ARNi font pour ces raisons l’objet de nombreuses recherches en raison de leurs potentialités en matière d’avancées thérapeutiques.

4.5- ARN viraux 

Chez les virus dits à ARN (dont le matériel génétique est constitué d’ARN), cette molécule représente le support de l’hérédité, à l’instar de l’ADN des autres organismes. L’ARN forme dans ce cas un « chromosome » particulier, qui peut être constitué d’un ou de deux brins. Les virus à ARN forment un groupe de taille importante et rassemblent aussi bien des virus des plantes que des virus des animaux (dont l’homme), parmi lesquels on peut citer, outre les rétrovirus dont fait partie le virus du sida, le virus de la grippe, celui de l’hépatite C ou encore celui de la dengue.

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