Acide ribonucléique

Un article de Savoir.

Structure moléculaire de l'ARN

L'acide ribonucléique ou ARN est un polymère similaire à l'ADN, aussi bien en terme structurel qu'en terme fonctionnel (matérialisation et traitement de l'information génétique). Il y a quatre différences par rapport à l'ADN :

le sucre désoxyribose est remplacé par un ribose. Ce changement explique l'instabilité des molécules d'ARN, car les deux fonctions alcools géminés sont susceptibles d'hydrolyse alcaline et acide tandis que le désoxyribose de l'ADN y est insensible ;
la base thymine est remplacée par un uracile ;
l'ARN est généralement simple brin, sauf chez quelques organismes tels les rétrovirus, tandis que l'ADN est double brin avec une structure en double hélice ;
l'ARN est court (50 à 5000 nucléotides et non pas des millions comme dans l'ADN).

L'uracile est moins ‘‘coûteux’’ à produire pour les organismes vivants que la thymine, mais se convertit lentement en cytosine. Ce serait pour cette raison que l'ARN a de l'uracile et l'ADN de la thymine : la cellule produit beaucoup d'ARN mais ne le conserve pas, c'est donc le coût de production qui prime sur la stabilité de l'information. À l'inverse, l'ADN doit conserver une information longtemps mais n'est produit que rarement (lors de la division cellulaire), c'est donc la stabilité qui prime sur le coût.

D'un point de vue évolutif, certains éléments permettent de penser que l'ARN serait antérieur à l'ADN comme support de l'information génétique, ce qui expliquerait ses fonctions plus étendues et sa généralisation. L'ADN serait apparu plus tard et n'aurait supplanté l'ARN que pour le rôle de stockage à long terme, en raison de sa plus grande stabilité. Notons ici que cette stabilité est conférée par la disparition d'une fonction alcool (-OH, oxy) au niveau 2' du ribose (D de ADN signifie desoxyribonucléique, i.e. ayant perdu une fonction oxy au niveau du ribose. De plus la stabilité est aussi assurée par la structure double brin. Enfin la stabilité temporelle de l'information génétique est aussi lié au fait que l'ADN soit bicaténaire (double brin) : en effet, si une mutation se produit sur un brin de l'ADN, la cellule peut, grâce à des mécanismes de réparation, corriger cette erreur en se basant sur la complémentarité des brins.

Sommaire

1 Fonction de l'ARN messager dans la cellule
2 Différents types d'ARN
3 Voir aussi
4 Référence

Fonction de l'ARN messager dans la cellule

L'ARN messager est utilisé par la cellule pour transmettre l'information à l'extérieur du noyau, puis pour synthétiser des protéines à partir de ces informations.

Différents types d'ARN

Dans la cellule ou in vitro, il existe plusieurs types ou catégories d'ARN :

ARN messager ou ARNm : il est formé par transcription de l'ADN dont il est la copie. Son rôle consiste à transporter l'information génétique recueillie du noyau vers le cytoplasme où elle sera traduite par les ribosomes du réticulum endoplasmique.
ARN prémessager ou pré-ARN messager ou messager pré-ARN : ARN précurseur des ARNm, clivé selon un mécanisme d'épissage.
ARN de transfert ou ARNt : ils servent à « traduire » les codons de l'ARNm en acides aminés. Ce sont des molécules qui se placent sur les sites du ribosome où va être lu l'ARN messager. Un ARNt est un brin court qui a un anti-codon sur sa boucle, et un acide aminé attaché à l'autre extrémité et qui sera transferé à la protéine en formation. Il y en a 61 variétés, une pour chaque codon codeur d'acide aminé (les trois autres sont des codons stops).
ARN ribosomal : il représente 80 % de l'ARN total d'une cellule. Associé à des protéines, il forme le ribosome qui constitue la tête de lecture de l'information génétique transcrite par l'ARN messager.
ARN antisens : ARN complémentaire d'une portion d'un autre ARN et inhibant sa fonction. Les ARN antisens peuvent être des éléments naturels de régulation (exemple : les ARN MIC). Ils peuvent être également obtenus par génie génétique.
ARN MIC : classe particulière d'ARN antisens, complémentaire de l'extrémité 5' d'un ARNm.
ARN monocistronique : ARN ne comportant qu'une seule information génétique. Un cistron est une région du génome qui ne porte qu'une seule information génétique transcrite en ARN. Ce terme vient de l'emploi du test cis-trans utilisé, en génétique classique, pour mettre les cistrons en évidence chez les bactéries. Pour un ARNm, un cistron correspond à un seul polypeptide.
ARNm polycistronique : ARN messager contenant plusieurs cistrons, et donc codant pour plusieurs chaînes polypeptidiques distinctes.
ARN nucléaire de grande taille ou ARN nucléaire hétérogène : ARN nucléaire résultant d'une transcription par la polymérase II. Ces ARN sont hétérogènes en taille et peu stables.
ARN précurseur : ARN représentant le produit de transcription primaire d'un gène. Les ARN précurseurs transcrits à partir de la plupart des gènes eucaryotes et de certaines archéobactéries contiennent des introns qui seront éliminés lors de la maturation.
ARN recombinant : molécule d'ARN composée de fragments d'origines distinctes réunis in vitro par une ARN ligase.
ARN satellite : ARN qui peut accompagner certains virus. L'ARN satellite, encapsidé, est spécifique de chaque virus, et ne peut se répliquer sans lui.

Il est à noter que l'ARN polymérase n'est pas un ARN mais une enzyme catalysant la synthèse d'ARN à partir d'ADN et que l'ADN polymérase est l'enzyme qui catalyse la synthèse d'ADN à partir d'ADN.

Voir aussi

ARN double-brin

Double-chaîne d'ARN complémentaire introduite artificiellement dans la cellule ou codée naturellement par des régions de génome traversées par des évènements de transcription contraires. Induit l'inactivation de gènes (Interférence par l'ARN) par un processus de dégradation de l'ARN messager de sequence correspondante.

microARN

ARN partiellement double-brin ayant une structure tige-bouche en « épingle à cheveux ». Codé par le génome le microARN est maturé en un très petit ARN de 21-24 bases et s'apparie avec l'extrémité 3' d'un ou de plusieurs ARN messagers cibles. Cet appariement induit une inhibition de la traduction.

ARN interférent

ARN qui permet aux cellules de lutter contre certains envahisseurs, comme les virus. Ce mécanisme interrompt le travail de l'ARN messager qui transporte le code génétique indispensable à la synthèse d'une protéine du noyau de la cellule vers le site de fabrication de la protéine.