L’ARN ou acide ribonucléique est un polymère de nucléotides composé d’un sucre ribose, d’un phosphate et de bases telles que l’adénine, la guanine, la cytosine et l’uracile. Il joue un rôle crucial dans l’expression des gènes en jouant le rôle d’intermédiaire entre l’information génétique codée par l’ADN et les protéines.

L’ARN a une structure très similaire à celle de l’ADN. La principale différence dans la structure de l’ARN est que le sucre ribose de l’ARN possède un groupe hydroxyle (-OH) absent de l’ADN.

Types d’ARN

Chez les procaryotes et les eucaryotes, il existe trois principaux types d’ARN – ARN messager (ARNm), ARN ribosomique (ARNr) et ARN de transfert (ARNt). Ces 3 types d’ARN sont discutés ci-dessous.

ARN messager (ARNm)

L’ARNM ne représente que 5% de l’ARN total de la cellule. L’ARNm est le plus hétérogène des 3 types d’ARN en termes de séquence de base et de taille. Il porte un code génétique complémentaire copié, à partir de l’ADN lors de la transcription, sous la forme de triplets de nucléotides appelés codons.

Chaque codon spécifie un acide aminé particulier, bien qu’un acide aminé puisse être codé par de nombreux codons différents. Bien qu’il existe 64 codons ou bases triplets possibles dans le code génétique, seuls 20 d’entre eux représentent des acides aminés. Il existe également 3 codons d’arrêt, qui indiquent que les ribosomes doivent cesser la génération de protéines par traduction.

Dans le cadre du traitement post-transcriptionnel chez les eucaryotes, l’extrémité 5’ de l’ARNm est coiffée d’un nucléotide de guanosine triphosphate, qui aide à la reconnaissance de l’ARNm lors de la traduction ou de la synthèse des protéines. De même, l’extrémité 3’ d’un ARNm comporte une queue poly-A ou de multiples résidus adénylates ajoutés, ce qui empêche la dégradation enzymatique de l’ARNm. L’extrémité 5′ et 3’ d’un ARNm confère une stabilité à l’ARNm.

ARN ribosomiques (ARNR)

Les ARNR se trouvent dans les ribosomes et représentent 80% de l’ARN total présent dans la cellule. Les ribosomes sont composés d’une grande sous-unité appelée les 50 et d’une petite sous-unité appelée les 30, chacune étant composée de ses propres molécules d’ARNr spécifiques. Les différents ARNR présents dans les ribosomes comprennent les petits ARNR et les grands ARNR, qui appartiennent respectivement aux petites et grandes sous-unités du ribosome.

Les ARNR se combinent avec des protéines et des enzymes dans le cytoplasme pour former des ribosomes, qui agissent comme site de synthèse des protéines. Ces structures complexes se déplacent le long de la molécule d’ARNm pendant la traduction et facilitent l’assemblage des acides aminés pour former une chaîne polypeptidique. Ils interagissent avec les ARNT et d’autres molécules essentielles à la synthèse des protéines.

Chez les bactéries, les ARNR petits et grands contiennent environ 1500 et 3000 nucléotides, respectivement, alors que chez l’homme, ils ont environ 1800 et 5000 nucléotides, respectivement. Cependant, la structure et la fonction des ribosomes sont largement similaires chez toutes les espèces.

ARN de transfert (ARNt)

L’ARNt est le plus petit des 3 types d’ARN, possédant environ 75 à 95 nucléotides. Les ARNT sont un composant essentiel de la traduction, où leur fonction principale est le transfert des acides aminés lors de la synthèse des protéines. Par conséquent, ils sont appelés ARN de transfert.

Chacun des 20 acides aminés a un ARNt spécifique qui se lie avec lui et le transfère à la chaîne polypeptidique en croissance. Les ARNT agissent également comme adaptateurs dans la traduction de la séquence génétique de l’ARNm en protéines. Ainsi, elles sont également appelées molécules adaptatrices.

Les ARNT ont une structure en feuilles de trèfle qui est stabilisée par de fortes liaisons hydrogène entre les nucléotides. Ils contiennent normalement des bases inhabituelles en plus des 4 habituelles, qui sont formées par méthylation des bases usuelles. La méthyl guanine et la méthylcytosine sont deux exemples de bases méthylées.

Autres types d’ARN

Au-delà du rôle principal de l’ARN dans la synthèse des protéines, il existe plusieurs variétés d’ARN impliquées dans la modification post-transcriptionnelle, la réplication de l’ADN et la régulation des gènes. Certaines formes d’ARN ne se trouvent que dans des formes de vie particulières, comme chez les eucaryotes ou les bactéries.

Petit ARN nucléaire (snRNA)

Le snRNA est impliqué dans le traitement de l’ARN pré-messager (pré-ARNm) en ARNm mature. Ils sont très courts, avec une longueur moyenne de seulement 150 nucléotides.

ARN régulateurs

Un certain nombre de types d’ARN sont impliqués dans la régulation de l’expression des gènes, y compris les micro-ARN (miARN), les petits ARN interférents (siRNA) et les ARN antisens (aRNA).

Le miARN (21-22 nt) se trouve chez les eucaryotes et agit par interférence d’ARN (ARNi). Les miARN peuvent décomposer l’ARNm auquel ils sont complémentaires, à l’aide d’enzymes. Cela peut bloquer la traduction de l’ARNm ou accélérer sa dégradation.

Les ARNSI (20-25 nt) sont souvent produits par dégradation de l’ARN viral, bien qu’il existe également des sources endogènes d’ARNSI. Ils agissent de la même manière que miARN. Un ARNm peut contenir lui-même des éléments régulateurs, tels que des riboswitches, dans la région 5′ non traduite ou 3′ non traduite ; ces éléments régulateurs cis régulent l’activité de cet ARNm.

ARN messager de transfert (arNMT)

Présent dans de nombreuses bactéries et plastes. L’arNMT marque les protéines codées par les ARNM qui n’ont pas de codons d’arrêt pour la dégradation, et empêche le ribosome de caler en raison du codon d’arrêt manquant.

Les ribozymes (enzymes ARN)

Les ARN sont maintenant connus pour adopter des structures tertiaires complexes et agir comme catalyseurs biologiques. De telles enzymes d’ARN sont connues sous le nom de ribozymes, et elles présentent bon nombre des caractéristiques d’une enzyme classique, telles qu’un site actif, un site de liaison pour un substrat et un site de liaison pour un cofacteur, tel qu’un ion métallique.

L’une des premières ribozymes à être découverte était la RNase P, une ribonucléase impliquée dans la génération de molécules d’ARNt à partir d’ARN précurseurs plus gros. La RNase P est composée à la fois d’ARN et de protéines; cependant, la fraction d’ARN seule est le catalyseur.

ARN double brin (dsRNA)

Ce type d’ARN a deux brins liés ensemble, comme pour l’ADN double brin. Le dsRNA constitue le matériel génétique de certains virus.

Pour en savoir plus

• Tout le contenu en ARN
• Qu’est-ce que l’ARN ?
• Structure de l’ARN
• Synthèse de l’ARN
• Découverte de l’ARN

Écrit par

Susha Cheriyedath

Susha a un baccalauréat Science sciences (B.Sc .) diplôme en Chimie et Master of Science (M.Sc ) diplôme en biochimie de l’Université de Calicut, en Inde. Elle a toujours eu un vif intérêt pour les sciences médicales et de la santé. Dans le cadre de sa maîtrise, elle s’est spécialisée en biochimie, avec un accent sur la microbiologie, la physiologie, la Biotechnologie et la Nutrition. Dans ses temps libres, elle adore préparer une tempête dans la cuisine avec ses expériences de cuisson super désordonnées.

Citations