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Ici, nous examinerons la définition et la structure de l'ARN avec un accent sur l'ARN messager et le vaccin de celui-ci, puis nous verrons les différences entre l'ADN et l'ARN.
Qu'est-ce-que l'ARN ?
L'ARN est une molécule organique qui joue un rôle essentiel dans la création des protéines. Il transporte aussi des informations génétiques dans certains virus.
ARN est l'abréviation d'acide ribonucléique.
Structure de l'ARN
L'ARN est composé d'une seule chaîne de sucre ribose à laquelle sont attachées des bases azotées et des groupes phosphates. Les bases azotées de l'ARN sont l'adénine (A), l'uracile (U), la guanine (G) et la cytosine (C).
Comme dans l'ADN, les bases azotées subissent également un appariement de bases complémentaires : l'adénine (A) s'apparie toujours avec l'uracile (U), et la cytosine (C) s'apparie toujours avec la guanine (G).
Le sucre ribose de l'ARN a une structure cyclique avec cinq carbones et un oxygène. Le deuxième atome de carbone de la molécule de sucre ribose est lié à un groupe hydroxyle, ce qui le rend chimiquement réactif et sujet à l'hydrolyse.
Bien que l'ARN soit généralement composé d'une seule chaîne, ses séquences auto-complémentaires forment parfois des paires de bases au sein d'une même chaîne. Sa chaîne de ribonucléotides se plie en structures avec des renflements et des hélices. Ces plis donnent à l'ARN une structure tridimensionnelle, qui est essentielle pour maintenir sa stabilité et remplir ses fonctions.
La structure de l'ARN permet de modifier le sucre ribose et les bases azotées grâce aux enzymes cellulaires qui fixent des groupes chimiques à la chaîne. Ces modifications permettent aux liaisons chimiques de se former entre les parties du brin qui sont éloignées les unes des autres. Les molécules d'ARN qui ne présentent pas de modifications structurelles et de stabilisation importantes risquent de ne pas être fonctionnelles.
Types d'ARN
Trois types d'ARN sont largement étudiés ; ils sont présents dans tous les organismes et jouent un rôle important dans l'expression des gènes :
ARN messager (ARNm) : transporte les informations génétiques de l'ADN aux ribosomes pendant la transcription.
ARN de transfert (ARNt) : décode l'ARN messager en une protéine durant la traduction.
ARN ribosomal (ARNr) : constitue le cœur du ribosome, où la traduction a lieu.
La fonction principale de ces types d'ARN et d'autres types d'ARN est d'effectuer des réactions biochimiques. Cependant, d'autres ARN ont aussi des fonctions de régulation dans les cellules. En raison de leur rôle dans divers processus de régulation, de leur abondance et de leurs fonctions variées, les ARN jouent un rôle essentiel dans les processus cellulaires et les maladies.
Qu'est-ce-que l'ARN messager ?
L'acide ribonucléique, ou ARN, est un type d'acide nucléique qui intervient dans le processus de production des protéines. Ces molécules sont composées de nucléotides qui sont liés entre eux par des liaisons phosphodiester et pliés en des structures tridimensionnelles complexes. Comme mentionné précédemment, il existe plusieurs types d'ARN, notamment l'ARN messager ou ARNm, l'ARN de transfert ou ARNt, et l'ARN ribosomal ou ARNr.
Les liaisons phosphodiester relient les nucléotides entre eux. Elles sont formées entre le groupe phosphate d'un nucléotide et le groupe hydroxyle du sucre 3' pentose d'un autre nucléotide.
Les molécules d'ARNm ou ARN messagers jouent un rôle important dans la synthèse des protéines. Pendant ce processus, les ARNm sont traduits en séquences d'acides aminés qui constituent les protéines. Leur structure est très similaire à celle de l'ADN, bien qu'ils contiennent un sucre ribose à la place du désoxyribose et le nucléotide uracile à la place de la thymine.
Dans la figure 1 nous voyons que l'ARN pré-messager transcrit subit un épissage donnant l'ARN messager qui contient seulement des régions codantes (exons). Cet ARN messager est ensuite traduit en protéine dans le cytoplasme par les ribosomes.
Fig. 1 - Synthèse et maturation d'un ARN messager dans une cellule eucaryote.
Fonctions de l'ARN
L'ARN transfère les informations génétiques de l'ADN qui se trouve dans le noyau aux ribosomes, des organites spécialisés composés d'ARN et de protéines. Les ribosomes sont particulièrement importants, car c'est là que se produit la traduction (l'étape finale de la synthèse des protéines).
L'ARNm est la principale molécule responsable du transport des informations génétiques vers les ribosomes pour la traduction, l'ARNt est responsable du transport du bon acide aminé vers les ribosomes et l'ARNr forme les ribosomes. Dans l'ensemble, l'ARN est essentiel à la création de protéines, comme les enzymes.
Chez les eucaryotes, l'ARN se trouve dans le nucléole, un organite situé dans le noyau, et dans les ribosomes. Chez les procaryotes, l'ARN se trouve dans le nucléoïde, les plasmides et les ribosomes.
Différence ADN et ARN
Il est important de savoir que si l'ADN et l'ARN travaillent en étroite collaboration, ils sont aussi différents. Utilise le tableau ci-dessous pour voir en quoi ces acides nucléiques sont différents et similaires.
ADN | ARN | |
Fonction | Stocke les informations génétiques | Synthèse des protéines - transfert des informations génétiques aux ribosomes (transcription) et traduction |
Taille | 2 grands brins polynucléotidiques | 1 brin polynucléotidique, relativement plus court que l'ADN |
Structure | Double hélice antiparallèle | Chaîne simple brin |
Emplacement dans la cellule (eucaryotes) | Noyau, mitochondries, chloroplaste (chez les plantes) | Nucléole, ribosomes |
Emplacement dans la cellule (procaryotes) | Nucléoïde, plasmide | Nucléoïde, plasmide, ribosomes |
Bases | Adénine, thymine, cytosine, guanine | Adénine, uracile, cytosine, guanine |
Sucre pentose | Désoxyribose | Ribose |
L'ADN est une double hélice antiparallèle composée de deux brins de polynucléotides tandis que l'ARN est une molécule monocaténaire composée d'un brin de polynucléotides.
Vaccin à ARN messager
Les vaccins à ARN messager ont récemment été adoptés comme une technologie de pointe pour l'immunisation des maladies infectieuses, comme la COVID-19. Le rôle principal de l'ARN messager est de transférer le code génétique de l'ADN à l'intérieur du noyau des cellules aux ribosomes dans le cytoplasme. Les molécules d'ARNm peuvent être fabriquées à un volume et à une vitesse élevés, assurant une production plus rapide des vaccins par rapport aux autres méthodes traditionnelles.
Les molécules d'ARNm n'ont pas besoin de virus vivants pour être efficaces, ce qui réduit les coûts et les risques associés à la production de vaccins.
Les ARNm peuvent être programmés pour coder des antigènes qui stimulent une réponse immunitaire lorsqu'ils sont introduits dans l'organisme. De cette manière, les individus sont immunisés contre une maladie tout en évitant tout contact avec elle. Ce nouveau type de système d'administration des vaccins s'est avéré sûr et efficace, permettant de concevoir des traitements personnalisés en réponse à des maladies émergentes rapides jamais rencontrées auparavant.
ARN messager - Points clés
- ARN est l'abréviation d'acide ribonucléique.
- Les bases azotées de l'ARN sont l'adénine (A), l'uracile (U), la guanine (G) et la cytosine (C).
- Il existe plusieurs types d'ARN, notamment l'ARN messager ou ARNm, l'ARN de transfert ou ARNt, et l'ARN ribosomal ou ARNr.
- L'ARNm est la principale molécule responsable du transport des informations génétiques vers les ribosomes pour la traduction, l'ARNt est responsable du transport du bon acide aminé vers les ribosomes et l'ARNr forme les ribosomes.
- L'ADN stocke les informations génétiques tandis que l'ARN transfère ces informations génétiques aux ribosomes pour la traduction.
- L'ADN est une double hélice antiparallèle composée de 2 brins de polynucléotides tandis que l'ARN est une molécule à chaîne unique composée d'un brin de polynucléotides.
- Les vaccins à ARNm peuvent être programmés pour coder des antigènes qui stimulent une réponse immunitaire lorsqu'ils sont introduits dans l'organisme.
Références
- Fig. 1 - MRNA Wikimedia Commons (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:MRNA_fr.svg?uselang=fr) par Fdardel (https://commons.wikimedia.org/wiki/User:Fdardel?uselang=fr) autorisé par GNU Free Documentation License (https://en.wikipedia.org/wiki/fr:Licence_de_documentation_libre_GNU)
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Questions fréquemment posées en ARN messager
Est-ce que le vaccin Moderna est un ARN messager ?
Oui, le vaccin Moderna (et Pfizer) utilise l'ARN messager pour aider l'organisme à développer son immunité.
Quel est le rôle de l'ARNm ?
L'ARNm est responsable de la synthèse des protéines dans une cellule.
Où se trouve l'ARNm ?
L'ARNm se trouve dans le noyau et le cytoplasme des cellules.
Comment est formé l'ARNm ?
L'ARNm est formé lorsqu'un gène est transcrit de l'ADN en ARN. Ce processus fait intervenir des facteurs de transcription, des ARN polymérases et d'autres protéines pour faciliter la formation de l'ARNm.
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