Quel est le lien entre la synthèse des acides nucléiques et des protéines?
La synthèse des protéines et des acides nucléiques est liée par une série d'étapes qui se produisent dans les cellules biologiques. L'information génétique d'un organisme vivant, qui est codée dans son acide désoxyribonucléique (ADN), est exprimée par la synthèse de protéines. Les interactions entre la synthèse des acides nucléiques et celle des protéines peuvent être décomposées en deux processus: la transcription, dans laquelle l’information contenue dans l’ADN est transcrite sur une matrice d’acide ribonucléique (ARN), et la traduction, dans laquelle la matrice d’ARN est utilisée pour former une protéine.
Une molécule d'ADN est constituée de deux longues chaînes de sous-unités appelées nucléotides, qui sont liées l'une à l'autre pour former la forme caractéristique à double hélice. Chaque nucléotide comprend un composant moléculaire appelé nucléobase, qui comprend quatre types: l'adénine (A), la guanine (G), la cytosine (C) et la thymine (T). Dans l'ARN, la thymine est remplacée par l'uracile (U). Les informations génétiques de l'organisme sont stockées dans des motifs répétés de ces quatre bases. Chaque nucléobase forme une paire de bases avec une nucléobase complémentaire sur le brin opposé - l'adénine se lie à la thymine ou à l'uracile et la guanine se lie à la cytosine.
Au cours de la transcription, première étape de la connexion de la synthèse des acides nucléiques et des protéines, les enzymes divisent l'ADN en ses deux brins constitutifs. Une molécule d'ARN messager (ARNm) est ensuite assemblée à partir de la matrice d'ADN exposée. L'ARNm est formé d'enzymes qui fixent des bases nucléiques complémentaires à celles de l'ADN, créant une copie de l'information dans une chaîne de nucléotides. Cette chaîne est ensuite libérée de l'ADN, formant une molécule d'ARNm simple brin.
La transcription se produit dans le noyau de la cellule, mais l'étape suivante, la traduction, se produit dans le cytoplasme, plus précisément au niveau du site d'organites appelé ribosomes. L'ARNm se déplace vers le ribosome et est décodé en ensembles de codons à trois nucléotides. Chaque codon de l'ARNm correspond à un anticodon complémentaire porté par une molécule d'ARN de transfert (ARNt). Par exemple, le codon d'ARNm avec les bases GAU correspond à l'ARN anticodon CUA.
Chaque molécule d'ARNt consiste en un triplet de nucléotides attaché à un acide aminé spécifique. Lorsque les ARNt se lient au brin d’ARNm, les acides aminés qu’ils portent se lient ensemble, formant une chaîne polypeptidique. Finalement, la traduction est terminée et la chaîne polypeptidique est complétée, formant une protéine.
La transcription et la traduction relient la synthèse des acides nucléiques et des protéines de multiples façons. Les informations contenues dans l'ARNm contrôlent la séquence d'acides aminés dans la chaîne polypeptidique et déterminent ainsi la protéine en cours de formation. L'ARNm est construit à partir de la séquence d'ADN d'origine. Le TRNA, un autre acide nucléique, joue également un rôle important dans la construction de la chaîne polypeptidique. Ainsi, la synthèse des protéines et des acides nucléiques est un concept biologique étroitement lié.