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14.4: Structure de l'ARN
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Structure de l'ARN
 
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14.4: Structure de l'ARN

Aperçu

La structure de base de l’ARN se compose d’un sucre à cinq carbones et d’une des quatre bases azotées. Bien que la plupart des ARN soient à un seul brin, ils peuvent former des structures secondaires et tertiaires complexes. Ces structures jouent un rôle essentiel dans la régulation de la transcription et de la traduction.

Différents types d’ARN ont la même structure de base

Il existe trois principaux types d’acide ribonucléique (ARN) : arn messager (ARNm), ARN de transfert (ARN t) et ARN ribosomal (ARN). Les trois types d’ARN se composent d’une chaîne à brin unique de nucléotides. Chaque nucléotide est composé de la ribose de sucre à cinq carbones. Les molécules de carbone des riboses sont numérotées de un à cinq. Le carbone numéro cinq transporte un groupe de phosphate et le carbone numéro un une base azotée.

Il existe quatre bases azotées dans l’ARN : l’adénine (A), la guanine (G), la cytosine (C) et l’uracil (U). Uracil est la seule base dans l’ARN qui n’est pas présent dans l’ADN, qui utilise la thymine (T) à la place. Pendant la transcription, l’ARN est synthétisé à partir d’un modèle d’ADN basé sur la liaison complémentaire des nouvelles bases d’ARN aux bases d’ADN; Une liaison se lie à T, G se lie à C, C se lie à G et U se lie à A.

L’assembly ARN est unidirectionnel

Comme l’ADN, les nucléotides adjacents dans l’ARN sont liés entre eux par des liaisons phosphodiester. Ces liaisons se forment entre le groupe de phosphate d’un nucléotide et un groupe d’hydroxyle (–OH) sur le ribose du nucléotide adjacent.

Cette structure confère à l’ARN sa directionnalité, c’est-à-dire que les deux extrémités de la chaîne des nucléotides sont différentes. Le carbone numéro cinq de la ribose porte un groupe de phosphate non lié qui donne lieu à l’extrémité de nom 5' (lire cinq nombres premiers). Le dernier ribose à l’autre extrémité de la chaîne de nucléotide a un groupe d’hydroxyle libre (–OH) au numéro de carbone 3; par conséquent, cette extrémité de la molécule d’ARN est appelée 3' fin. Au fur et à mesure que des nucléotides sont ajoutés à la chaîne pendant la transcription, le groupe de phosphate de 5' du nouveau nucléotide réagit avec le groupe hydroxyle de 3' de la chaîne de croissance. Par conséquent, l’ARN est toujours assemblé dans la direction de 5' à 3'.

L’ARN peut former des structures secondaires

Les structures secondaires sont formées par l’appariement de base complémentaire entre les nucléotides éloignés sur le même ARN à brin unique. Les boucles d’épingle à cheveux sont formées par l’appariement complémentaire des bases dans 5-10 nucléotides les uns des autres. Les boucles de tige sont formées par l’appariement des bases qui sont séparées par 50 à des centaines de nucléotides. Chez les procaryotes, ces structures secondaires fonctionnent comme régulateurs transcriptionnels. Par exemple, une boucle d’épingle à cheveux peut servir de signal de terminaison de telle sorte que lorsque les enzymes de transcription rencontrent cette structure, elles se détachent de l’ARNm et la transcription s’arrête. Les boucles de tige ou les boucles d’épingle à cheveux aux extrémités de 3 ou 5' régulent également la stabilité de l’ARNm dans les eucaryotes en empêchant la liaison des ribonucléases, enzymes qui dégradent l’ARN.

Les structures secondaires peuvent former des structures tertiaires plus compliquées appelées pseudoknots. Les pseudoknots sont formés lorsque les bases dans les régions de boucle des structures secondaires interagissent avec des bases complémentaires en dehors de la boucle. Ces structures tertiaires jouent un rôle essentiel dans la structure et la fonction de l’ARN.

La structure secondaire et tertiaire de l’ARN t permet la synthèse des protéines

Les ARNT servent de molécules d’adaptateur lors de la traduction de l’ARNm en protéines. À une extrémité, les ARNT sont porteurs d’un acide aminé. À l’autre extrémité, ils se lient à un codon d’ARNm — une séquence de trois nucléotides qui code un acide aminé spécifique. les molécules de tRNA sont habituellement 70-80 nucléotides de long et se plient dans une structure de tige-boucle qui ressemble à une feuille de trèfle. Trois des quatre tiges ont des boucles contenant 7-8 bases. La quatrième tige est non en boucle et comprend les extrémités libres de 5' et 3' du brin d’ARN. La fin de 3' agit comme le site d’acceptation d’acides aminés.

La structure tridimensionnelle de l’ARNt est en forme de L, avec le site de liaison d’acides aminés à une extrémité et un anticodon à l’autre extrémité. Les anticodons sont des séquences de trois nucléotides qui sont complémentaires au codon de l’ARNm. Cette forme particulière de l’ARnt lui permet de se lier aux ribosomes, où la synthèse des protéines se produit.


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