• ARN, acides aminés et protéines

              J'ai fait deux articles novembre 2016, sur l’ADN qui s etrouve dans le noyau des cellules de notre corps et qui est le support de leur hérédité.
             Des correspondants m'ont demandé d'expliquer comment, à partir de cet ADN, étaient fabriqués les acides aminés et les protéines, Qui ensuite sont la base de tous les processus biologiques dans notre corps.

             On part évidemment de l'ADN des cellules, qui est le modèle de base que nous ont légué nos parents, à quelques mutations près ou expressions épigénétique de quelques gênes particuliers sous la pression de l'environnement.
             Cet ADN va être transformé en ARN (acide ribonucléique), qui va être le messager qui va migrer hors du noyau pour permettre ensuite la “fabrication” des acides aminés et des nomberuses protéines nécessaires aà notre organisme, car ce sont elles qui partout, régulent la vie dans notre organisme.


              L'ARN correspond à un morceau seulement d'hélice simple, où en outre la thymine est remplacée par l'uracyle  et le sucre est légèrement différent (ribose au lieu de désoxyribose).
              L'ADN est déroulé sur une petite longueur et une enzyme l'ARN-polymérase va reconnaître un enchaînement particulier et le recopier (figure de gauche).
              En fait, ce qui est synthétisé est le symétrique de la chaîne explorée (G en face de C, C en face de G, U en face de A  et A en face de T)
              Cet ARN messager contient donc un enchaînement de bases C, G, U, A qui représente un code génétique. 
              La succession de 3 bases est appelée un « codon » et est caractéristique d'un acide aminé, brique de base des protéines.

    ARN, acides aminés et protéines


                A l'intérieur des cellules existent des « usines » constituées d'un ensemble de molécules, ARN particuliers et protéines, les ribosomes, qui vont « lire » les morceaux d'ARN messager (les codons) et synthétiser à partir de ces codons des acides aminés puis des protéines. Le ribosome avance sur l'ARN messager pour lire les codons, la synthèse des acides aminés se fait au fur et à mesure dans un « tunnel biologique » et les acides synthétisés sont attachés les uns aux autres pour former la protéine que codait la séquence d'ARN particulière (son « message »), protéine qui sort ensuite du tunnel de synthèse.


    Phe = Phenylalanine
    Leu = LeucineARN, acides aminés et protéines
    Ile   = Isoleucine
    Met = Methionine
    Val  = Valine
    Ser  = Sérine
    Pro  = Proline
    The  = Thréonine
    Ala  = Alanine
    Tyr  = Tyrosine
    His  = Histidine
    Gln  = Glutamate
    Asn  = Asparagine
    Lys  = Lysine
    Asp  = Aspartate
    Glu  = Glutamine
    Cys  = Cystéine
    Trp  = Triptophane
    Arg  = Arginine
    Ser  =  Sérine
    Arg  = Arginine
    Gly  = Glycine

             Dans le génome animal, (et humain), il existe 22 acides aminés. Comme il existe 43 = 64 combinaisons possibles de codons (groupe de 3 bases parmi 4), un acide aminé peut correspondre à plusieurs codons. De plus il existe trois codons « stop » (UAA, UAG et UGA) qui permettent de détecter la fin du codage de synthèse en cours et le début du codage suivant.
             Il existe aussi un codon « start » (AUG) qui permet le démarrage de la synthèse après une séquence non utilisée.
     
             La figure ci dessous explique le mécanisme de la synthèse d'une protéine forme de plusieurs acides aminés 
           

    ARN, acides aminés et protéines

             Le début de la synthèse a commencé après la lecture du codon AUG - start.
    Le ribosome a déjà synthétisé deux acides aminés et il est en train d'accrocher le troisième (alanine). La séquence du codon suivant (GUG) correspond à la valine, et un ARN de transfert lié à la valine et portant l'anticodon symétrique de GUG : CAC, va permettre d'accrocher ce nouvel acide aminé à ceux déjà synthétisés. Il y aura ensuite encore deux acides aminés de synthétisés : alanine (GCG) et Lysine (AAA).
             Le dernier codon UAA étant un codon « stop , la synthèse de cette protéine s'arrêtera.


            Dans le prochain artticle, nous examinerons les erreurs qui peuvent se produire par hasard dans ces synthèses et comment notre organisme est remarquablement organisé, face à cette nécessité,  pour les réparer.


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