Acide ribonucléique

ARN messager

La principale fonction de l'ARN est de transporter l'information de la séquence d'acides aminés des gènes jusqu'à l'endroit où les protéines sont assemblées sur les ribosomes dans le cytoplasme.

Cela se fait par l'ARN messager (ARNm). Un seul brin d'ADN est le modèle de l'ARNm qui est transcrit à partir de ce brin d'ADN. La séquence de paires de bases est transcrite à partir de l'ADN par une enzyme appelée ARN polymérase. L'ARNm se déplace ensuite du noyau vers les ribosomes du cytoplasme pour former des protéines. L'ARNm traduit la séquence des paires de bases en une séquence d'acides aminés pour former des protéines. Ce processus est appelé traduction.

L'ADN ne quitte pas le noyau pour diverses raisons. L'ADN est une très longue molécule, et est lié à des protéines, appelées histones, dans les chromosomes. L'ARNm, en revanche, est capable de se déplacer et de réagir avec diverses enzymes cellulaires. Une fois transcrit, l'ARNm quitte le noyau et se déplace vers les ribosomes.

Deux types d'ARN non codants contribuent au processus de construction des protéines dans la cellule. Il s'agit de l'ARN de transfert (ARNt) et de l'ARN ribosomique (ARNr).

ARNt

L'ARN de transfert (ARNt) est une courte molécule d'environ 80 nucléotides qui porte un acide aminé spécifique à la chaîne polypeptidique d'un ribosome. Il existe un ARNt différent pour chaque acide aminé. Chacun d'eux possède un site pour que l'acide aminé s'y fixe, et un anticodon pour qu'il corresponde au codon de l'ARNm. Par exemple, les codons UUU ou UUC codent pour l'acide aminé phénylalanine.

rRNA

L'ARN ribosomique (ARNr) est le composant catalytique des ribosomes. Les ribosomes eucaryotes contiennent quatre molécules d'ARNr différentes : ARNr 18S, 5.8S, 28S et 5S. Trois des molécules d'ARNr sont synthétisées dans le nucléole, et une est synthétisée ailleurs. Dans le cytoplasme, l'ARN ribosomique et la protéine se combinent pour former une nucléoprotéine appelée ribosome. Le ribosome se lie à l'ARNm et effectue la synthèse des protéines. Plusieurs ribosomes peuvent être attachés à un seul ARNm à tout moment. L'ARNr est extrêmement abondant et représente 80% des 10 mg/ml d'ARN que l'on trouve dans un cytoplasme eucaryote typique.

snRNAs

Les petits ARN nucléaires (snRNA) se joignent aux protéines pour former les épissosomes. Les spliceosomes régissent l'épissage alternatif. Les gènes codent pour les protéines en bits appelés exons. Les bits peuvent être assemblés de différentes manières pour former différents ARNm. Ainsi, à partir d'un gène, on peut fabriquer de nombreuses protéines. C'est le processus d'épissage alternatif. Toute version indésirable de la protéine est hachée par les protéases, et les bits chimiques sont réutilisés.

Il existe un certain nombre d'ARN qui régulent les gènes, c'est-à-dire qu'ils régulent la vitesse à laquelle les gènes sont transcrits ou traduits.

miRNA

Les micro-ARN (miARN) agissent en se joignant à une enzyme et en bloquant l'ARNm, ou en accélérant sa dégradation. C'est ce qu'on appelle l'interférence ARN.

siRNA

Les petits ARN interférents (parfois appelés ARN silencieux) interfèrent avec l'expression d'un gène spécifique. Il s'agit de molécules double brin assez petites (20/25 nucléotides). Leur découverte a provoqué un essor de la recherche biomédicale et du développement de médicaments.

Rétrotransposons

Les transposons ne sont qu'un des nombreux types d'éléments génétiques mobiles. Les rétrotransposons se copient en deux étapes : d'abord de l'ADN à l'ARN par transcription, puis de l'ARN à l'ADN par transcription inverse. La copie de l'ADN est ensuite insérée dans le génome dans une nouvelle position. Les rétrotransposons se comportent de manière très similaire aux rétrovirus, comme le VIH.

Génomes viraux

Les génomes viraux, qui sont généralement des ARN, prennent le contrôle de la machinerie cellulaire et fabriquent à la fois le nouvel ARN viral et le manteau protéique du virus.

Génomes des phages

Les génomes des phages sont très variés. Le matériel génétique peut être de l'ARNs (ARN simple brin), de l'ARNdb (ARN double brin), de l'ADNs (ADN simple brin) ou de l'ADNdb (ADN double brin). Il peut avoir une longueur comprise entre 5 et 500 kilos de paires de bases avec une disposition circulaire ou linéaire. Les bactériophages ont généralement une taille comprise entre 20 et 200 nanomètres.

Les génomes des phages peuvent coder pour quatre gènes seulement, et jusqu'à des centaines de gènes.

Certains scientifiques et médecins ont utilisé l'ARN messager dans des vaccins pour traiter le cancer et empêcher les gens de tomber malades.