Les protéines sont-elles synthétisées à partir de l'ADN ? 7+ faits que vous devriez savoir

by

Dans cet article, nous découvrons 8 faits importants concernant "Les protéines sont-elles synthétisées à partir de l'ADN", ainsi que le dogme central de la biologie moléculaire.

La fabrication des protéines est connue sous le nom de synthèse protéique. Lorsqu'il est appliqué aux systèmes biologiques, il se produit à l'intérieur de la cellule. Il se déroule à l'intérieur du cytoplasme procaryote. Comme chez les eucaryotes, la section codante de l'ADN est d'abord traduite en un transcrit (ARNm) dans le noyau. Les ribosomes transforment le transcrit en un complexe protéique avec une séquence d'acides aminés prédéterminée après qu'il ait quitté le noyau.

Le processus par lequel les cellules fabriquent des protéines à l'aide d'ADN, d'ARN et de plusieurs enzymes est connu sous le nom de synthèse des protéines. Il comprend souvent le repliement des protéines, les modifications et la protéolyse ainsi que la transcription, la traduction et les processus post-traductionnels.

Discutons de quelques faits et essayer de comprendre sont des protéines Synthétisé à partir d'ADN ?

  • Comment la protéine est-elle synthétisée à partir de l'ADN ?
  • Quand la protéine est-elle synthétisée à partir de l'ADN ?
  • Où la protéine est-elle synthétisée à partir de l'ADN ?
  • Peut-on synthétiser des protéines sans ADN ?
  • L'ADN dirige-t-il la synthèse des protéines ?
  • Comment l'ADN dirige la synthèse des protéines ?
  • La protéine est-elle synthétisée à partir de l'ARN ?
  • Les protéines sont-elles synthétisées à partir d'ARNm ?

Synthèse de protéines procaryotes vs eucaryotes

  • Une classe cruciale de biomolécules nécessaires à la survie de tous les êtres vivants sont les protéines. Les procaryotes et les eucaryotes fabriquent tous deux des protéines pour un certain nombre d'activités et de fonctions. Alors que certaines protéines servent de catalyseurs pour des réactions biologiques, certaines protéines sont utilisées pour des fonctions structurelles.
  • La synthèse des protéines chez les procaryotes et les eucaryotes diffère considérablement. Par exemple, les procaryotes le cytoplasme est l'endroit où les protéines la fabrication a lieu. La première étape (transcription) se déroule dans le noyau chez les eucaryotes. Après sa formation, le transcrit (ARNm) atteint le cytoplasme, où se trouvent les ribosomes.
  • Ici, une chaîne d'acides aminés est produite à partir de l'ARNm. Les distinctions entre la synthèse des protéines bactériennes et eucaryotes sont présentées ci-dessous.

Différences clés

Synthèse de protéines procaryotesSynthèse de protéines eucaryotes
La traduction commence même avant la fin de la transcription de l'ARNmLa synthèse des protéines eucaryotes implique la transcription, suivie de la traduction
La production d'ARNm bactérien n'implique pas l'insertion d'un capuchon et d'une queue poly A, à l'exception des archaebactériesL'insertion d'une queue poly A et d'une coiffe 5 'à l'extrémité 3' du transcrit d'ARNm.
Au codon AUG, la traduction commence; PIF-1, PIF-2 et PIF-3 sont les facteurs déclencheurs.La coiffe 5', qui, au niveau du premier codon AUG, relie l'ARNm à l'unité ribosomale, déclenche le début de la traduction ;
PIF-1, PIF-2 et PIF-3 sont les facteurs déclencheurs.eIF1-6, eIF4B, eIF4C, eIF4D et eIF4F sont les facteurs déclenchants.
Différences entre la synthèse des protéines procaryotes et eucaryotes

Comment la protéine est-elle synthétisée à partir de l'ADN ?

Cette œuvre d'art étonnante illustre la synthèse des protéines, une procédure qui se déroule dans les cellules de tous les êtres vivants. La transcription et la traduction sont les deux processus qui composent le processus connu sous le nom de synthèse des protéines.

Les noyaux des cellules eucaryotes sont là où la transcription se produit. Lors de la transcription, une molécule d'ARN messager est créée en utilisant l'ADN comme matrice (ARNm). Le processus de traduction commence au niveau d'un ribosome dans le cytoplasme après la sortie de la molécule d'ARNm du noyau. Au cours de la traduction, le code génétique présent dans l'ARNm est accessible et utilisé pour produire une protéine. Le principe fondamental de la biologie moléculaire, L'ADN→  ARN→  Protéines, résume ces 2 processus.

Transcription

Le premier élément du principe fondamental de la biologie moléculaire est la transcription : L'ADN → ARN Le transfert d'informations génétiques de l'ADN à l'ARNm est ce qu'on appelle. Un brin d'ARNm est créé lors de la transcription pour compléter un brin d'ADN.

Étapes de transcription

Les trois phases de la transcription sont l'initiation, l'allongement et la terminaison. Le schéma suivant montre les étapes.

  1. L'initiation est la première étape de la transcription. Cela se produit lorsque le promoteur, une région d'un gène, interagit avec l'enzyme ARN polymérase. Pour que le enzyme pour "lire" les bases dans l'un des brins d'ADN, cela signale à l'ADN de se dérouler. L'enzyme est prête à assembler un brin d'ARNm séquencé en bases complémentaires.
  2. L'ajout de séquences de nucléotides au brin d'ARNm est appelé élongation.
  3. La transcription prend fin après la résiliation. Lorsque le brin d'ARNm est terminé, il se sépare de l'ADN.

 

Traitement de l'ARNm

Chez les eucaryotes, l'ARNm nouvellement transcrit n'est pas encore prêt pour la traduction. Le pré-ARNm à ce niveau nécessite un traitement supplémentaire avant d'évoluer en ARNm mature et quitter le noyau. Le traitement pourrait impliquer la polyadénylation, l'édition et l'épissage. L'ARNm est altéré de diverses manières par ces mécanismes. Un gène peut maintenant produire plusieurs protéines grâce à ces changements.

  • Comme on peut le voir dans le diagramme ci-dessous, l'épissage élimine les introns de l'ARNm. Le génome contient des régions appelées introns dépourvues de codage protéique. Les exons sont les seules parties de l'ARNm restant qui codent vraiment pour la protéine. Le diagramme représente les ribonucléoprotéines, qui sont de minuscules protéines qui composent l'ARN dans le noyau et qui sont essentielles au processus d'épissage.
  • Certains des nucléotides de l'ARNm sont modifiés lors de l'édition. Par exemple, l'édition a abouti au développement de deux variantes distinctes de la protéine humaine (APOB), qui aide au transport des lipides dans le sang. En raison du signal d'arrêt précoce, que l'édition ajoute à l'ARNm, une variante est plus petite qu'une autre.
  • L'ARNm gagne une "queue" par polyadénylation. Dans la queue, il y a une rangée d'As (bases d'adénine). Cela montre que l'ARNm a terminé. De plus, il protège l'ARNm des enzymes qui le décomposeraient et aide au transfert de l'ARNm du noyau.

Traduction

La deuxième composante du principe fondamental de la biologie moléculaire est la traduction : ARN → Protéine. C'est une procédure par laquelle l'information génétique de l'ARNm est récitée afin de produire une protéine. La figure ci-dessous illustre le fonctionnement de la traduction. L'ARNm passe à un ribosome, composé de protéines et d'ARNr, après avoir quitté le noyau. Le ribosome interprète la chaîne de codons dans l'ARNm après avoir reçu les acides aminés des molécules d'ARNt dans le bon ordre.

  • Vous devez en savoir plus sur la composition structurelle de l'ARNt afin de comprendre sa fonction. L'acide aminé que chaque molécule d'ARNt porte est représenté par un anticodon.
  • Un anticodon est un codon d'acide aminé supplémentaire. Par exemple, parce que l'acide aminé lysine a le codon AAG, son anticodon est UUC.
  • En conséquence, une molécule d'ARNt via l'anticodon UUC transporterait la lysine. Un anticodon UUC d'ARNt se lie momentanément à n'importe quel endroit où le codon AAG suit dans l'ARNm. L'acide aminé dans l'ARNt est perdu lorsqu'il est lié à l'ARNm.
  • Une chaîne polypeptidique est créée lorsque les acides aminés sont amenés un par un au ribosome à l'aide de l'ARNr. Jusqu'à ce qu'un codon stop soit atteint, la chaîne d'acides aminés continue à se développer.
Les protéines sont-elles synthétisées à partir de l'ADN
Biosynthèse des protéines ; dogme central de la biologie moléculaire de Wikipédia

Que se passe-t-il après la traduction ?

La traduction n'est souvent que la première étape du cycle de vie d'une protéine. Parfois, une protéine doit subir une modification post-traductionnelle modérée à importante.

Par exemple,

  • Toutes les chaînes polypeptidiques ne peuvent pas être considérées comme des protéines «complétées» sans l'ajout de composants supplémentaires. D'autres polypeptides nécessitent l'élimination de certaines régions par une procédure connue sous le nom de protéolyse.
  • Souvent, cela comprend la suppression de l'acide aminé initial de la chaîne (généralement la méthionine, au moyen de l'acide aminé spécifique désigné par le codon de départ).

Quand la protéine est-elle synthétisée à partir de l'ADN ?

Lors de la transcription, une molécule d'ARN messager est créée en utilisant l'ADN comme matrice (ARNm). Le processus de traduction commence au niveau d'un ribosome dans le cytoplasme après la sortie de la molécule d'ARNm du noyau. Au cours de la traduction, le code génétique présent dans l'ARNm est accessible et utilisé pour produire une protéine.

Les protéines sont-elles synthétisées à partir de l'ADN
L'ARN polymérase convertit le brin matrice d'ADN en molécule de pré-ARNm à partir de Wikipédia

Où la protéine est-elle synthétisée à partir de l'ADN ?

Alors que la plupart la synthèse des protéines a lieu dans le cytoplasme de la cellule, la majorité de son ADN se trouve dans le noyau (un petit % dans les mitochondries). L'information génétique est transmise du noyau au cytoplasme via un message car les molécules d'ADN sont trop grosses pour passer à travers la membrane nucléaire.

Ex : les molécules d'ARN messager (ARNm ; acide ribonucléique), qui sont de petits acides nucléiques simple brin qui transmettent ce message à travers les régions codantes de gènes spécifiques. Parce que la séquence d'ADN d'un certain gène est en fait traduite en un ARN correspondant, le processus de transfert d'informations de l'ADN à l'ARNm a lieu dans le noyau et est connu sous le nom de transcription.

Peut-on synthétiser des protéines sans ADN ?

Les résultats d'une étude récente ont révélé que l'ARN messager (ARNm), qui est connu pour contenir les informations nécessaires à l'assemblage des acides aminés, n'est pas nécessaire à l'assemblage des acides aminés qui sont considérés comme les éléments constitutifs des protéines.

Ex : Il est depuis longtemps admis en biologie moléculaire que l'ADN agit comme le modèle qui transmet les instructions pour la production de protéines à l'intérieur du corps. Cependant, de nouvelles découvertes d'études réfutent cette pensée conventionnelle en montrant que certaines protéines ont la capacité de produire d'autres protéines.

Le L'ADN synthèse protéique directe ?

Vos cellules et pratiquement tous les autres organismes incluent l'ADN comme composant génétique principal. Il est utilisé dans le processus en plusieurs étapes de la synthèse des protéines, qui transforme le message codé de l'ADN en une molécule de protéine utilisable.

Comment L'ADN dirige la synthèse des protéines?

La traduction est effectuée par des ribosomes qui sont soit présents dans le cytoplasme ou relié au réticulum endoplasmique. Ainsi, la production d'une protéine est contrôlée par les données contenues dans son ADN à l'aide de messagers (ARNm) et de traducteurs (ARNt). L'ADN est converti en ARN dans le noyau. Le message est transporté par l'ARNm du noyau au ribosome cytoplasmique, où il est traduit en une protéine par l'ARNt.

Les protéines sont-elles synthétisées à partir de l'ADN
Le dogme central décrit la transcription du code ADN au code ARN en protéines dans la deuxième étape englobant la création de protéines à partir de Wikipédia

Étapes impliquées:

  • La majorité des gènes fournissent les informations nécessaires pour construire les molécules utiles appelées protéines. (Quelques gènes produisent des matériaux régulateurs qui aident la cellule à fabriquer des protéines.) Le processus de passage d'un gène à une protéine à l'intérieur de chaque cellule est complexe et sous une surveillance stricte.
  • Les transcriptions et la traduction sont les deux principales étapes. La transcription et la traduction travaillent ensemble pour produire l'expression des gènes.
  • L'information contenue dans l'ADN d'un gène est transférée à une molécule similaire appelée ARN (acide ribonucléique) dans le noyau cellulaire lors de la transcription.
  • L'ARN et l'ADN sont tous deux constitués d'une série d'unités de construction de nucléotides, malgré le fait que leurs compositions chimiques diffèrent légèrement l'une de l'autre.
  • Parce que l'ARN messager (ARNm) transmet les informations du noyau au cytoplasme, c'est ce type d'ARN qui contient les instructions nécessaires à la fabrication d'une protéine.
  • Le cytoplasme est l'endroit où la traduction, la deuxième étape de la transformation d'un gène en protéine, a lieu. Le ribosome, un complexe spécialisé qui « lit » la séquence nucléotidique de l'ARNm, interagit avec l'ARN messager (ARNm).
  • Trois séquences de nucléotides constituent un codon, qui code généralement pour un acide aminé. (Les acides aminés sont les éléments constitutifs des protéines.) Un acide aminé à la fois, l'ARN de transfert (ARNt), une sorte d'ARN, assemble la protéine.
  • La synthèse des protéines se poursuit jusqu'à ce qu'un codon "stop" est rencontré par le ribosome (un arrangement de 3 nucléotides qui ne code pas pour un acide aminé).

Le transfert d'informations de l'ADN à l'ARN aux protéines est l'une des idées fondamentales de la biologie moléculaire. On l'appelle généralement le « dogme central » en raison de son importance.

La protéine est-elle synthétisée à partir de l'ARN ?

Les mécanismes catalytiques de la synthèse des protéines, qui impliquent de joindre des acides aminés pour former des molécules de protéines, sont régis par les molécules d'ARNr du ribosome. Pour désigner ce rôle, l'ARNr est souvent appelé ribozyme ou ARN catalytique.

Les protéines sont-elles synthétisées à partir d'ARNm ?

Lors de la transcription, l'ADN sert de matrice pour la construction d'une molécule d'ARN messager (ARNm). La molécule d'ARNm se déplace vers un ribosome cytoplasmique où la traduction se produit après avoir quitté le noyau. Le code génétique trouvé dans l'ARNm est analysé et utilisé pour fabriquer une protéine lors de la traduction.

Ex: Les règles de codage génétique transforment la séquence nucléotidique d'un gène en séquence d'acides aminés d'une protéine par l'intermédiaire de l'ARNm.

  • La synthèse des protéines est le processus par lequel les cellules produisent des protéines. Les deux étapes sont la transcription et la traduction.
  • La transcription est le processus par lequel l'information génétique dans l'ADN est transformée en ARNm dans le noyau. L'initiation, l'allongement et la terminaison constituent ses trois étapes. Une fois les instructions décomposées, l'ARNm les envoie à un ribosome dans le cytoplasme.
  • La traduction a lieu sur le ribosome, composé de protéines et d'ARNr. Les instructions de l'ARNm sont lues pendant la traduction et l'ARNt envoie la séquence correcte d'acides aminés au ribosome. Ensuite, l'ARNr contribue à la formation de connexions d'acides aminés qui aboutissent à une chaîne polypeptidique.
  • Une chaîne polypeptidique peut subir un traitement supplémentaire après avoir été synthétisée pour produire la protéine complète.

Conclusion

Dans l'article ci-dessus, nous avons étudié la transcription, la traduction et le rôle de l'ADN/ARN dans la synthèse des protéines. Étapes impliquées dans le processus de « traduction » – dogme central de la biologie moléculaire.

Lisez aussi: