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ADN

Mitose

Synthèse des protéines

Métabolisme

 

Cristaux de protéine

Structure et cristaux de la lectine, protéine du champignon pezize orangée (Aleuria aurantia) en complexe avec un petit sucre, le fucose.

CENTRE DE RECHERCHES SUR LES MACROMOLECULES VEGETALES (CERMAV) - GRENOBLE
© CNRS Photothèque / IMBERTY, Anne
Référence : 2005n00014

 

 

Les protéines sont des molécules composées d’un enchaînement d’acides aminés. Elles remplissent de nombreuses fonctions et contribuent ainsi à la réalisation du phénotype d’un organisme. Quelques exemples de protéines : les enzymes qui catalysent les réactions biochimiques et sur lesquelles repose le métabolisme ; l’insuline, hormone qui intervient dans la régulation de la glycémie ; la kératine, constituant essentiel de nos cheveux et ongles.

La synthèse des protéines résulte de l’expression de l’information génétique. La séquence en nucléotides d’un gène, portée par une molécule d’acide désoxyribonucléique (ADN), code la séquence en acides aminés d’une protéine donnée. Elle se déroule au sein de la cellule en deux étapes : la transcription et la traduction.

 

 

Hydrolysat d'ARN

 

 

Transcriptome

 

 

Facteur de transcription

 

 

Purification de protéine

 

 

Stockage de cristaux de protéines

 

 

Transcription

La transcription d’un gène est la copie de sa séquence en nucléotides, située sur un des deux brins de la molécule d’ADN, en Acide RiboNucléique messager (ARNm), molécule dont la séquence porte alors la même information génétique que le gène transcrit. Elle se déroule dans le noyau de la cellule.

  • L’ARN messager

L’ARNm est la molécule intermédiaire entre l’information génétique, localisée dans le noyau chez les eucaryotes, et les protéines synthétisées dans le cytoplasme de la cellule. L’ARNm est un acide nucléique comme l’ADN, mais il présente plusieurs différences : il est formé d’une seule chaîne de nucléotides dont le sucre est le ribose (on parle alors de ribonucléotide) ; et la base azotée uracile (U) remplace la thymine (T).

  • Mécanisme de la transcription

La transcription repose sur la complémentarité des bases. L’enzyme ARN polymérase, en se déplaçant à l’intérieur de la double hélice d’ADN, catalyse l’assemblage de ribonucléotides, formant l’ARN messager, selon la séquence complémentaire du gène transcrit. Exemple : la séquence ATGCAT d’un brin d’ADN sera transcrite, sous forme d’ARNm, en séquence UACGUA.

 

Traduction

La traduction est le “décodage” de l’information génétique portée par l’ARNm en une protéine. Ce mécanisme repose sur le code génétique. Elle a lieu dans le cytoplasme. Dans cette étape interviennent les ARN messagers en provenance du noyau, les ribosomes, et les acides aminés puisés par la cellule dans son environnement.

  • Le code génétique

Ce code établit la correspondance entre trois nucléotides successifs appelés triplet ou codon de l’ARN messager et un des vingt acides aminés entrant dans la composition des protéines. Le code génétique est universel : il est le même chez tous les êtres vivants. Un codon correspond à un seul acide aminé. Mais le code génétique est dit dégénéré car il est redondant : un acide aminé peut être codé par plusieurs codons.

  • Mécanisme de la traduction

La traduction débute toujours par le codon d’initiation AUG qui correspond à l’acide aminé méthionine. Les ribosomes, complexes moléculaires du cytoplasme, “avancent” le long de la molécule d’ARNm et “enchaînent” les acides aminés selon l’ordre dans lequel se succèdent les codons correspondants : c’est l’élongation, la protéine se fabrique. Lorsque le ribosome rencontre l’un des codons STOP, la traduction s’arrête : c’est la terminaison. La protéine est synthétisée.

 

Un peu d'histoire

  • Modélisation de l’expression d’un gène par l’ARN messager proposée par Jacques Monod et François Jacob en 1960. (Prix Nobel 1965)
  • Déchiffrage du code génétique en 1966 par plusieurs équipes de scientifiques, celles de Marshall W. Nirenberg, et de Har Gobind Khorana. (Prix Nobel 1968)

 

 

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