De l’ADN aux protéines

L’ADN

L’ADN (acide désoxyribonucléique) est une molécule constituée:

• d’acide phosphorique
• de désoxyribose, un sucre
• de bases azotées:
  • adénine (A)
  • thymine (T)
  • cytosine (C)
  • guanine (G)

Les acides phosphoriques et les désoxyriboses forment les brins d’une double hélice. Les base A-T et C-G permettent aux 2 brins d’être reliés et maintenus ensemble.Les bases azotées – A, T, C et G – se suivent dans un certain ordre et constituent de ce fait un code. Elles portent le message génétique. C’est comme si l’on disposait d’un collier de perles fabriqués avec des perles de 4 couleurs différentes.Si l’on s’en tenait aux 4 bases azotées seules, on ne pourrait coder que 4 acides aminés différents. Or il y a 20 acides aminés dans les protéines à fabriquer.Si l’on prend une suite de 2 bases azotées, on ne peut définir que 4 ² = 16 acides aminés différents. C’est toujours insuffisant.C’est donc une succession de 3 bases azotées (= un triplet) qui permettent de coder pour la fabrication de 4 ³ = 64 acides aminés. C’est plus qu’il n’en faut. A tel point que plusieurs combinaisons de bases azotées conduisent à la fabrication d’un même acide aminé. Il y a également une combinaison qui correspond au début («Start») et une à la fin («Stop»).L’ADN se situe toujours dans le noyau des cellules.

Le désoxyribose

Formule: C₅H₁₀O₄Type de substance: sucreIl est utilisé dans l’ADN, le support du patrimoine génétique.

L’ARN

L’ARN (acide ribonucléique) est une molécule constituée:

• d’acide phosphorique
• de ribose, un sucre
• de bases azotées:
  • adénine (A)
  • uracile (U)
  • cytosine (C)
  • guanine (G)

Il est fabriqué en suivant le code contenu dans l’ADN. L’ARN se retrouve notamment dans les ribosomes (et non dans le noyau) de la cellule. Une autre différence se situe au niveau du remplacement de la thymine (T) de l’ADN par de l’uracile (U) dans l’ARN.Le collier de perles ne comporte toujours que 4 couleurs différentes.

Le ribose

Formule: C₅H₁₀O₅Type de substance: sucreIl est utilisé dans l’ARN.

Les bases azotées

Adénine

L’adénine est utilisée dans l’ADN et l’ARN.Formule: C₅H₅N₅

Cytosine

Formule: C₄H₅N₃OLa cytosine est utilisée dans l’ADN et l’ARN.

Guanine

Formule: C₅H₅N₅OLa guanine est utilisée dans l’ADN et l’ARN.

Thymine

Formule: C₅H₆N₂O₂Elle est utilisé dans l’ADN.

Uracile

Formule: C₅H₆N₂O₂Elle est utilisé dans l’ARN.

Le code génétique

Nous avons vu qu’il faut une succession de 3 bases azotées comme élément de base du code génétique. Au niveau de l’ARN, cela s’appelle un codon.Prenons un exemple de succession de nucléotides: …CUGAGU… «CUG» est le codon qui conduit à la fabrication d’un acide aminé particulier: la leucine. Si les 3 bases azotées suivantes dans la chaîne de l’ARN sont «AGU», cela conduit à la fabrication d’un autre acide aminé, la sérine. La sérine sera rattachée à la leucine. Et ainsi de suite. Les acides aminés sont mis bout à bout en suivant le code génétique jusqu’à ce qu’une séquence de 3 bases azotées codant comme signal « stop » soit rencontrée.Il se peut que plusieurs combinaisons de 3 bases conduisent à la fabrication d’un même acide aminé. La correspondance entre les combinaisons de 3 bases et les acides aminés ont été établies. Certaines combinaisons ne codent pas pour un acide aminé mais correspondent à un signal de « Start » ou de « Stop ». Les voici détaillées dans le tableau suivant:

Codons	Acidesaminés	Codons	Acidesaminés	Codons	Acidesaminés	Codons	Acidesaminés
UUU	phénylalanine	UCU	sérine	UAU	tyrosine	UGU	cystéine
UUC		UCC		UAC		UGC
UUA	leucine	UCA		UAA	Stop	UGA	Stop
UUG		UCG		UAG		UGG	tryptophane
CUU	leucine	CCU	proline	CAU	histidine	CGU	arginine
CUC		CCC		CAC		CGC
CUA		CCA		CAA	glutamine	CGA
CUG		CCG		CAG		CGG
AUU	isoleucine	ACU	thréonine	AAU	asparagine	AGU	sérine
AUC		ACC		AAC		AGC
AUA		ACA		AAA	lysine	AGA	arginine
AUG	méthionine/Start	ACG		AAG		AGG
GUU	valine	GCU	alanine	GAU	acide aspartique	GGU	glycine
GUC		GCC		GAC		GGC
GUA		GCA		GAA	acide glutamique	GGA
GUG		GCG		GAG		GGG

Les protéines

Les protéines sont constituées d’une séquence d’acides aminés, allant de quelques à plusieurs centaines d’entre eux.On rencontre 20 acides aminés différents dans les protéines.Afin de fabriquer une protéine, il faut suivre le mode d’emploi contenu dans les gènes. Ceci se fait par étapes:

• l’ADN des chromosomes est traduite en ARN messager
• l’ARN messager est traduit en protéines

Chaque protéine remplit un rôle particulier dans un être vivant. Ne citons que quelques exemples parmi des centaines:

• l’hémoglobine qui assure le transport de l’oxygène des poumons vers les organes
• les hormones
• les immunoglobulines du système immunitaire
• les lipases qui permettent la digestion des graisses
• …