L'ADN est une molécule informative qui détient toutes les informations nécessaires au fonctionnement cellulaire. Chez les organismes eucaryotes, l'ADN est localisé dans le noyau de la cellule, et l'homme possède environ 20 000 gènes qui conduisent à la fabrication d'un grand nombre de protéines, des molécules essentielles pour les caractères cellulaires et les caractères d'une espèce.
Les protéines et les acides aminés
Les protéines sont des macromolécules clés pour la structure et le fonctionnement des cellules. Elles sont constituées par un ou plusieurs polypeptides, qui sont des polymères d'acides aminés. Il existe 20 acides aminés différents pour construire toutes les protéines du vivant, et ces acides aminés réagissent entre eux pour former des liaisons faibles et des ponts disulfures, ce qui donne une structure spatiale spécifique à la protéine.
La forme de la protéine dans l'espace lui confère une fonction particulière, ce qui influence le phénotype cellulaire, et c'est la séquence en acides aminés qui détermine la forme et la fonction de la protéine dans la cellule. Un changement dans cette séquence peut modifier la forme, la fonction et donc le phénotype cellulaire.
La relation entre l'ADN et les protéines
La séquence des nucléotides de l'ADN impose la séquence des acides aminés qui constituent la protéine, et un gène sert à produire une protéine. Tout changement dans la séquence des nucléotides peut entraîner un changement dans la séquence de la protéine, ce qui met en évidence la colinéarité gène/protéine.
La synthèse des protéines
Chez les eucaryotes, la synthèse des protéines se réalise dans le cytoplasme, malgré le fait que l'ADN soit localisé dans le noyau. Pour que la synthèse des protéines se fasse, un intermédiaire est nécessaire, et c'est là que l'ARNm (acide ribonucléique messager) entre en jeu. L'ARNm est une molécule intermédiaire capable de transporter l'information du noyau vers le cytoplasme, et c'est ce processus qui est appelé la transcription.
La transcription et la traduction de l'ARNm
Lors de la transcription, un seul brin de la molécule d'ADN est copié en ARNm au niveau du gène, et cette copie est conforme à l'autre brin de la molécule d'ADN. Cette opération nécessite l'intervention d'un complexe enzymatique, l'ARN polymérase, capable de lire le brin transcrit et de polymériser la molécule d'ARNm.
L'ARNm synthétisé dans le noyau se déplace vers le cytoplasme où a lieu la traduction, c'est-à-dire la transformation de l'ARNm en une chaîne polypeptidique. Cette étape est cruciale car elle permet aux acides aminés d'être liés de manière spécifique, en suivant la séquence définie par l'ARNm.
La synthèse des protéines est un processus essentiel à la vie cellulaire et à l'expression du patrimoine génétique, et sa compréhension est fondamentale dans le domaine de la biologie moléculaire.
