Les protéines sont les chevaux de bataille de la cellule vivante. Des milliers de protéines différentes guident et contrôlent le métabolisme, la croissance et la fonction de chaque cellule vivante. Le processus de formation de la protéine, ou la biosynthèse des protéines, est initiée dans la cellule par l'acide désoxyribonucléique et exécuté par un acide ribonucléique. La séquence d'ADN à l'ARN à la protéine est connue sous le dogme central de la génétique moléculaire et il se déroule en deux étapes: la traduction et de la transcription. Dans ces deux étapes, trois formes de l'ARN, l'ARNm, ARNt et ARNr ont des rôles très différents.
ARNm
L'ARN messager ou ARNm, est similaire à l'ADN. Cependant, alors que l'ADN se présente sous la forme d'une double hélice ou de double hélice, l'ARN est une molécule à une seule chaîne. Il ressemble à une demi-échelle d'ADN; il ne soit pas tordu. L'ARN messager codant transporte des informations contenues dans l'ADN. La chaîne d'ARNm est composé d'une série de molécules appelées nucleotides. Les nucleotides dans l'ARNm sont l'adénine, la guanine, la cytosine et l'uracile. Ces nucléotides sont ordonnés en séquences composées de trois nucléotides chacune, chaque séquence étant appelé un codon. Quatre régions principales définissent un brin d'ARNm: une coiffe 5 et la région non traduite, qui est l'avant du brin; une séquence codante, qui transporte l'information de codage de l'ADN; une région non traduite en 3 '; et une queue poly-A, une longue séquence de nucléotides d'adénine qui permet au brin d'ARNm pour quitter le noyau (dans des cellules avec un noyau), et protège également la molécule de rupture prématurée.
ARNt
Comme ARNm, ARN de transfert (ARNt) est une molécule à une seule chaîne. A la différence de l'ARNm, ARNt est tordue autour d'elle. Il consiste en deux domaines fonctionnels: une boucle d'anticodon et une extrémité 3 '. La molécule d'ARNt est souvent décrite comme une croix à son extrémité 3 'à la partie supérieure et la boucle de l'anticodon dans le fond. Le bras gauche de la croix est appelée D-boucle; le bras de droite est appelée la boucle T-psi-C. Un ARNt anticodon constitué de trois bases complémentaires à un codon de trois bases de la chaîne d'ARNm. Comme ARNm, ces trois bases peuvent être constituées par l'adénine, la guanine, la cytosine ou l'uracile. L'extrémité 3 'd'un ARNt liaisons molécule à un acide aminé dans le cytoplasme de la cellule. Chaque type d'ARNt ne peut se lier à un type d'acide aminé. Cependant, certains des anticodons des ARNt se lier à plus d'une séquence codon d'ARNm.
ARNr
L'ARN ribosomique, ou l'ARNr, constitue le ribosome en association avec des protéines structurales. Le ribosome est la plus nombreuse organite (petite unité fonctionnelle) de la cellule vivante. ARN ribosomal est constitué de deux unités: une grande sous-unité et une petite sous-unité. La synthèse des protéines a lieu entre ces deux unités. Les unités renferment trois sites de liaison - étiquetés A, P et E - et pouvant accueillir trois molécules d'ARNt et un brin d'ARNm au cours du processus de synthèse. Contrairement à l'ARNm et ARNt, ARNr ne porte pas un codon ou anticodon complémentaire.
Transcription
La synthèse des protéines débute par la détorsion de la molécule d'ADN et une séparation temporaire de ses deux moitiés. nucléotides de l'ARNm libres alignés contre les bases complémentaires sur une moitié de la molécule d'ADN, les bases faibles qui forment des liaisons hydrogène entre eux. Avec l'aide de l'ARN polymérase, un sucre-phosphate forme de squelette le long des nucléotides de l'ARNm. Les liaisons hydrogène faibles entre les paires complémentaires d'ADN et d'ARNm puis briser, libérant un seul brin d'ARNm de sa matrice d'ADN. Les réformes de la molécule d'ADN; après traitement pour éliminer les régions étrangères (introns) dans le brin d'ARNm, l'ARNm quitte le noyau. Dans les cellules procaryotes, qui sont dépourvus d'un noyau, la transcription a lieu dans le cytoplasme de la cellule et la dernière étape de transformation ne se produit pas.
Traduction
Dans le cytoplasme d'une cellule procaryote - ou à travers une membrane dans la cellule eucaryote - traduction commence quand une petite et une grande sous-unité de la forme ARNr autour d'un brin d'ARNm. Le complexe ARNr commence à se déplacer le long du brin d'ARNm. Un à la fois, les molécules d'ARNt, portant chacun un seul acide aminé, entrer dans le complexe ARNr, se lient à un codon complémentaire exposé sur la molécule d'ARNm, libèrent leur acide aminé à une chaîne croissante d'acides aminés qui ont été libérés par des molécules d'ARNt précédentes, et sont ensuite à son tour libéré de l'ARNr. Lorsque l'ARNr atteint un code d'arrêt sur le brin d'ARNm, il arrête la lecture du brin d'ARNm et de liaison des molécules d'ARNt et libère la chaîne d'acides aminés, maintenant un polypeptide. Ce polypeptide peut être elle-même une protéine; conjointement avec plusieurs autres polypeptides, il peut former une protéine. Plusieurs complexes ARNr peuvent lire et traiter un seul brin d'ARNm en une seule fois, produire de multiples copies d'un seul polypeptide ou de la protéine simultanément.