Protéines : des gènes à la dégradation

Au sein d’un système biologique, l’ADN code pour l’ARN, et la séquence nucléotidique dans l’ARN définit davantage la séquence d’acides aminés dans la protéine. C’est ce qu’on appelle « le dogme central de la biologie moléculaire » ; – un terme inventé par Francis Crick. Le dogme central est un principe solide en biologie qui définit le flux d’informations génétiques au sein de toute forme de vie. Les deux étapes fondamentales du dogme central sont : la transcription et la traduction.

La transcription est la synthèse de molécules d’ARN par l’ARN polymérase et d’autres protéines accessoires en utilisant l’ADN comme matrice. Cela se produit en trois phases – initiation, élongation et terminaison et conduit à des molécules d’ARN prématurées qui doivent être traitées davantage. Chez les eucaryotes, l’ensemble du processus de transcription se déroule à l’intérieur du noyau cellulaire défini; la transcription chez les procaryotes se produit dans le cytoplasme lui-même. En outre, alors que les procaryotes n’ont qu’un seul type d’ARN polymérase, les cellules eucaryotes ont trois types d’ARN polymérase – I, II et III pour transcrire différentes classes d’ARN.

Chez les eucaryotes, la transformation des molécules de pré-ARNm en ARNm mature se produit généralement parallèlement à la transcription. Il est également nécessaire à son transport dans le cytoplasme, où il peut être traduit en protéine. Les ribosomes du cytoplasme décodent les molécules d’ARNm à l’aide de molécules d’ARNt et synthétisent une chaîne d’acides aminés. C’est au sein des ribosomes que se forment des liaisons peptidiques entre les acides aminés conduisant à un polypeptide. Ce polypeptide est ensuite replié en une protéine active qui peut remplir ses fonctions à l’intérieur de la cellule.

Tout défaut dans l’ensemble de ce processus peut s’avérer préjudiciable à la cellule. Par conséquent, les cellules appliquent des contrôles de qualité à différentes étapes pour assurer la synthèse de la bonne protéine. Tout ARN ou molécule de protéine défectueux synthétisé est donc dégradé par des mécanismes prédéfinis.