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Du gène à la proteine: L’expression du matériel genétique

Si la cellule a besoin d'une certaine protéine, le gène de cette protéine est copié dans une sorte de molécule messagère, l’ARNm (acide ribonucléique messager). Ce processus de copie - appelé transcription - nécessite une enzyme spécifique, l'ARN polymérase. L'ARNm mature est ensuite traduit en protéine par un ribosome. Ce processus s'appelle la traduction. Ce flux d'informations génétiques de l'ADN à l'ARN en passant par les protéines a lieu dans tous les organismes vivants et est donc (presque) universel. Cette séquence est donc aussi connue sous le nom de "dogme central de la biologie moléculaire".

Pendant la division cellulaire, l'ADN est dupliqué de sorte qu'après division, les deux cellules possèdent le génome complet. Ce processus est appelé réplication de l'ADN.

Chez les animaux, les humains et les plantes, la transcription (production d'ARN) a lieu dans le noyau et la traduction (synthèse protéique) a lieu à l'extérieur du noyau dans le cytoplasme. Les bactéries n'ont pas de noyau cellulaire, leur ADN annulaire se trouve dans le cytoplasme. Chez les bactéries, les deux processus ont donc lieu dans le cytoplasme.

Cette figure a déjà été publiée en 1970 (Miller OL Jr et al. Science 1970) et montre une image en microscopie électronique d'un génome bactérien qui produit un ARN et des protéines couplés.

© Miller, Science 1970.
Reproduit avec l’autorisation de l’AAAS (American Association for the Advancement of Science)

L'ARN

L'ARN a une structure très similaire à celle de l'ADN. Cependant, alors que l’ADN contient la désoxyribose comme sucre, c’est la ribose dans l'ARN.

Nucleotide : Élément constitutif unique de l'ARN constitué d'un groupe phosphate, d'une molécule ribose et d'une nucléobase.

L'ARN se compose également des nucléobases adénine (A), cytosine (C) et guanine (G), mais au lieu de thymine (T), l’ARN contient la nucléobase uracile (U). Contrairement à l'ADN, l'ARN est généralement présent sous forme de brin unique.

Les quatre nucléobases de l'ARN :
A = adénine
U = uracile
C = cytosine
G = guanine

L’ARN sous forme simple brin.

Information intéressante!

Seulement 2 % de l'ADN humain code pour les protéines, mais jusqu'à 95 % sont copiés dans l'ARN. Selon diverses études, la proportion d'ADN non codant pour les protéines augmente avec la complexité de l'organisme.

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Lorsqu'une molécule d'ARNm est produite à partir d'un gène codant pour une protéine, elle doit subir une sorte de processus de maturation avant de pouvoir servir de modèle pour la synthèse protéique. Une partie importante de ce processus de maturation est l'épissage. Vous pouvez lire comment fonctionne l'épissage ici.

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