Concepts de base de la génétique

Synthèse des protéines, Chantal Proulx, Collège de Bois-de-Boulogne (Québec) - 1:45 min
 

De l'ADN à la protéine, yourgenome, Wellcome Genome Campus (Grande-Bretagne) - 2:42 min

Synthèse des protéines

Les protéines sont de grosses molécules qui peuvent accomplir toutes sortes de tâches dans les cellules. Elles peuvent faciliter des réactions chimiques (p. ex., enzymes), jouer un rôle structurel (p. ex., cytosquelette), transmettre des signaux à la surface de la cellule (p. ex., récepteurs membranaires) et bien plus encore. Mais d’où viennent-elles?

Les gènes inscrits dans notre ADN sont en quelque sorte des recettes pour fabriquer des protéines. Par contre, comme la recette est codée sous forme de bases azotées (ATCG), elle doit d’abord être traduite. Plusieurs protéines travaillent en chœur pour y parvenir. Les brins de la double hélice d’ADN doivent d’abord être écartés pour donner accès au gène visé. Ensuite, des protéines produisent une copie miroir de la séquence d’ADN ciblée : un ARN messager.

Cette copie de la recette transcrite en ARN messager est ensuite envoyée hors du noyau, car les protéines sont fabriquées ailleurs dans la cellule. Là, les ribosomes, petites structures qui abondent près du noyau, vont jouer les cuisiniers et lire la recette pour fabriquer la protéine. Les ingrédients de base des protéines sont les acides aminés et les ribosomes se servent du plan de l’ARN messager pour assembler les acides aminés dans le bon ordre et former une longue chaîne. Les acides aminés sont des molécules organiques acides composées d’une amine, une structure chimique dérivée de l’ammoniaque. Les chimistes en connaissent des centaines, mais seulement 20 acides aminés entrent dans la composition des protéines.

Mais la protéine sous cette forme linéaire n’est pas encore terminée! Pour être fonctionnelle, elle doit se replier sur elle-même à la manière d’un origami. Elle passe donc d’une simple chaîne à une structure complexe en trois dimensions. 

 

Enrichissement

À quelques exceptions près, l’ARN (acide ribonucléique) est une molécule semblable à l’ADN (acide désoxyribonucléique). Sa structure est chimiquement similaire, quoique moins stable. Tandis que l’ADN ressemble à une échelle torsadée formée de deux moitiés complémentaires, l’ARN est la plupart du temps composé d’un seul brin, comme si l’échelle avait été coupée en deux sur le sens de la longueur. Comme l’ADN, l’ARN est constitué de quatre sortes de bases azotées qui se succèdent dans une séquence bien précise. Dans l’ADN, ces bases sont l’adénine (A), la thymine (T), la cytosine (C) et la guanine (G). Mais dans l’ARN, la thymine est remplacée par l’uracile (U), qui peut elle aussi s’apparier à l’adénine (A). Dans ce cas, pourquoi n’est-elle pas présente dans l’ADN aussi? C’est pour faciliter la réparation de l’ADN en cas de mutation. Il arrive parfois que la cytosine soit convertie en uracile par accident. Si l’ADN était composé d’uracile plutôt que de thymine, il serait difficile pour la cellule de savoir quelles molécules d'uracile sont des erreurs à corriger! Toutefois, ce problème ne s’applique pas à l’ARN à cause de sa courte durée de vie. Souvent, la molécule d’ARN ne sert que quelques minutes avant d’être recyclée.