Quelles sont les différentes méthodes de production de protéines?
La méthode standard de production de protéines ou de synthèse de protéines comprend deux parties: la transcription des protéines et la traduction des protéines. La transcription des protéines fait une copie à l'acide ribonucléique (ARN) d'un gène qui porte le plan directeur pour fabriquer la protéine nécessaire. Dans la traduction des protéines, l'ARN est utilisé pour fabriquer une protéine à l'aide de blocs de construction d'acides aminés. Les bactéries, qui sont des procaryotes, produisent des protéines avec une méthode plus simple qui ne comporte aucun changement post-transcription ou post-traduction. Les animaux plus complexes, tels que les humains, sont des eucaryotes et apportent des modifications à l'ARN et aux protéines lors de la production de protéines.
La transcription des protéines a lieu dans le noyau d'une cellule, où se trouve l'acide désoxyribonucléique (ADN). L'ADN est la partie génétique ou héréditaire d'une cellule et les gènes qu'il contient commandent les protéines qui sont ensuite produites dans la cellule. Au cours de la transcription, un gène ADN est utilisé pour produire l'ARN messager (ARNm), qui est une copie de l'ARN. L'ARN polymérase, une enzyme, effectue la transcription.
Le processus de traduction des protéines est effectué dans le cytoplasme de la cellule, qui est tout ce qui se trouve dans la cellule en dehors du noyau. En traduction, la copie d'ARNm d'un gène est utilisée pour ajouter des acides aminés dans le bon ordre pour fabriquer la protéine. La traduction utilise une structure appelée ribosome pour produire des protéines.
L'ARNm contient des codons, chacun d'entre eux codant pour l'un des 20 acides aminés. Le ribosome prend en sandwich l'ARNm. L'ARN de transfert (ARNt) est utilisé pour introduire un nouvel acide aminé qui correspond au codon exposé dans l'ARNm. Ensuite, tout change, un nouveau codon est disponible et un nouvel ARNt apporte le prochain acide aminé. Cela continue jusqu'à ce qu'un codon d'arrêt soit atteint, indiquant que la protéine est complètement produite.
Il existe un moyen aussi simple de se rappeler quelles méthodes de production de protéines font quoi. Transcrire quelque chose, c'est le copier. L'ADN et l'ARN sont des molécules très similaires, donc prendre un ADN et faire une copie d'ARN reviendrait à la transcription, cette étape s'appelle donc la transcription.
Traduire, c'est prendre une langue et la déchiffrer dans une autre langue. L'ARN et les protéines sont fabriqués avec différents éléments constitutifs et constituent donc des molécules très différentes. Un code génétique universel est utilisé pour traduire le contenu de l'ARN dans les éléments constitutifs des acides aminés d'une protéine. La transformation de l'ARN en protéine s'appelle donc la traduction.
Les cellules eucaryotes, qui comprennent la plupart des animaux, de la levure à l'homme, apportent des modifications post-transcription et post-traduction lors de la production de protéines. Les changements post-transcription impliquent un processus appelé épissage, qui est nécessaire pour fabriquer une molécule d'ARNm fonctionnelle. Un transcrit pré-ARNm contient deux parties, les exons nécessaires à la deuxième étape de la production de protéines et les introns inutiles. Lors de l'épissage, les introns sont découpés et les exons sont joints ensemble. Pendant l'épissage, les exons peuvent également être réarrangés à partir d'un gène pour créer différentes protéines.
Les modifications post-traduction impliquent d'aider le repliement de la protéine ainsi que de diriger correctement la protéine dans la cellule. Souvent, une protéine commence par ce qu'on appelle un peptide signal. Ce peptide signal agit comme une adresse pour diriger la protéine là où il est nécessaire dans la cellule. Il est ensuite généralement éliminé une fois que la protéine a atteint sa désignation. La plupart des protéines eucaryotes ne peuvent pas, à elles seules, être incorporées dans leurs formes tridimensionnelles spécifiques. Les protéines Chaperon aident ensuite les protéines à se transformer en molécules fonctionnelles.