Quels sont les rôles des ribosomes dans la synthèse des protéines?
Les ribosomes sont des structures au sein d'une cellule biologique, appelées «usines» pour leur rôle singulier dans l'assemblage des protéines qui forment et définissent la fonction de la cellule. Les protéines sont des composés chimiques complexes appelés «éléments constitutifs de la vie». Les formules pédagogiques sont codées dans l'ADN génétique (acide désoxyribonucléique) situé dans le noyau central d'une cellule. La synthèse des protéines est le domaine de la biologie moléculaire qui étudie les processus par lesquels ce code ADN est traduit en protéines fonctionnelles. Le rôle des ribosomes dans la synthèse des protéines est essentiel.
Tout d'abord, dans un processus appelé transcription, l'ADN crée une copie fonctionnelle d'elle-même appelée ARN (acide ribonucléique). Ceci est spécifiquement nommé ARN messager (ARNm) pour sa fonction de transmission des instructions codées aux ribosomes. En cours de route, l'ARN fait des copies fragmentées de lui-même, nommé ARN de transfert (ARNt). Ces copies sont libérées pour se lier aux composés organiques libres de la cellule, appelés acides aminés.
Pendant ce temps, l'ARNm se lie à un ribosome, qui commence à «lire» les informations dans un processus appelé traduction. L'information représente une séquence de nombreux acides aminés différents. Pendant la lecture, les codes correspondants de l'ARNt sont attirés par le ribosome et transfèrent la charge utile attachée. Un à un, une chaîne d’acides aminés est ainsi créée jusqu’à ce que la protéine soit complète et que l’ARNm signale sa libération par le ribosome.
Le rôle des ribosomes dans la synthèse des protéines s'apparente à une chaîne d'assemblage linéaire d'acides aminés en protéines finies. L'ADN et l'ARN sont eux-mêmes des chaînes linéaires de quatre molécules chimiques appelées nucléotides - adénine, cytosine, thymine dans l'ADN ou uracile dans l'ARN et guanine - en abrégé A, C, T ou U et G. La très longue chaîne de ces nucléotides dans l'ARNm s'apparente à un ruban téléscripteur que les ribosomes lisent et traduisent en acides aminés spécifiques que le code représente.
Les ribosomes sont eux-mêmes fabriqués à partir de protéines et de brins d'ARN. Ils peuvent être considérés comme ayant deux sous-unités fonctionnelles, chacune se liant soit à l'ARN messager, soit à l'ARN de transfert. Les ribosomes en synthèse protéique commencent le processus d'assemblage quand ils rencontrent une série spécifique de nucléotides dans l'ARNm, à savoir AUG. Appelée codon, la séquence de nucléotides UAG est l’instruction d’arrêter la production et les deux sous-unités d’un ribosome se séparent, libérant ainsi la protéine.
Dans la dernière étape, les ribosomes dans la synthèse des protéines ne sont pas impliqués du tout. Dans un processus mal compris, la chaîne droite des acides aminés qui composent une protéine se transforme en sa forme physique prédéterminée. Appelés repliement de protéines, les facteurs les plus souvent cités pour déterminer comment la chaîne se comprime en une forme tridimensionnelle sont: la température, les solvants environnants tels que l'eau, la présence de sels, ainsi que l'attraction moléculaire et l'interaction de toutes les liaisons hydrogène d'une protéine.