La traduction de l'ARNm en protéines

Une séquence pour mieux comprendre les modalités de la traduction de l’ARN messager en protéines. L'information génétique est localisée dans le noyau des cellules eucaryotes sous la forme d'ADN. Un gène donné localisé dans l’ADN va être transcrit grâce à l’action de l’ARN polymérase qui synthétise un brin d’ARN. La transcription donne naissance à un ARN prémessager qui après maturation donne naissance au brin d’ARN messager mature qui va servir à la synthèse des protéines. Cette étape de la transcription se déroule dans le noyau et précède l’étape de la traduction. La transcription permet d’obtenir une copie du gène sous la forme d’ARN messager qui va sortir du noyau / pour se rendre dans le cytoplasme des cellules là où va se dérouler la traduction de l’ARN messager en protéines. Les modalités de la transcription sont abordées dans une autre séquence vidéo. L'ARN messager est constitué d'une chaîne de nucléotides ; il existe 4 types de nucléotides constitutifs de l'ARN, chacun caractérisé par une base azotée particulière qui peut être l'adénine, la guanine, la cytosine ou l'uracile, cette dernière étant spécifique de l'ARN, remplaçant la thymine que l’on trouve dans l'ADN. Les nucléotides de l’ARN messager sont organisés en triplets que l'on appelle des codons. Le premier codon de l'ARN messager est toujours le triplet AUG et le dernier est par exemple le triplet UGA. Selon le tableau du code génétique, il existe une correspondance entre un codon de l’ARN messager et l’acide aminé de la protéine synthétisée. Le codon AUG code pour l'acide aminé méthionine qui va débuter la synthèse de la protéine. Le dernier codon peut-être le triplet UGA qui correspond à un codon stop qui va arrêter la synthèse de la protéine. On peut noter qu’il existe 2 autres codons stop représentés par les triplets UAA et UAG. Le code génétique est redondant, c’est-à-dire que des codons différents peuvent coder le même acide aminé comme dans cet exemple où les trois codons présentés codent pour l’acide aminé thréonine ; On dit que le code génétique est dégénéré sur sa troisième base puisque celle-ci n’influe pas sur l’acide aminé codé. La séquence de l'ARN messager commence par le triplet de nucléotides AUG qui est le codon initiation et se termine par un triplet correspondant à un codon stop ; La traduction de l'ARN messager commence au codon initiation et se termine au codon stop. Elle se déroule en trois étape : l’initiation, l’élongation et la terminaison.
L’initiation de la traduction implique l’intervention d’un ribosome constitué de deux sous-unités, une grande et une petite. Le ribosome se fixe à l'ARN messager au niveau du codon initiation AUG et y associe un acide aminé méthionine disponible dans le milieu conformément au code génétique.
Dans l'étape suivante, l’élongation, le ribosome se déplace de codon en codon afin d’associer les acides aminés conformément au code génétique. Le déplacement du ribosome entraîne la synthèse progressive d'un polypeptide constitué d’un enchaînement précis des acides aminés.
La dernière étape correspond à la terminaison du processus de traduction. Lorsque le ribosome arrive au niveau du codon stop, cela entraîne sa dislocation et la synthèse du polypeptide est terminée. Le polypeptide va alors acquérir une structure tridimensionnelle particulière. Cette structure tridimensionnelle de la protéine aussi appelée structure tertiaire est responsable des propriétés particulières de la protéine. De multiples ribosomes se suivent sur le brin d’ARN messager pour assurer la synthèse de nombreuses protéines, l’ensemble constituant des polysomes.
L’expression génétique est un processus qui s’effectue en deux temps. Dans un premier temps, l’ADN est transcrit en ARNm dans le noyau puis l’ARN est traduit en protéine au niveau du cytoplasme. Si la traduction peut avoir lieu dans le cytoplasme directement, elle a souvent lieu dans un organite spécialisé nommé REG pour Réticulum endoplasmique granuleux.