Traduire le code génétique de sa forme acide désoxyribonucléique consistant en une chaîne de quatre lettres répétées en un produit protéique final composé d'acides aminés est un processus bien compris. Une façon de décrire le processus est d'imaginer qu'un seul brin d'un chromosome ressemble à une étagère remplie de livres pratiques écrits dans une langue étrangère. Un traducteur peut prendre un livre de l'étagère et commencer à transcrire le code sur papier. Il traduit ensuite les caractères étrangers en mots qu'un lecteur peut comprendre. Le lecteur procède ensuite à la construction d'un projet utile basé sur les instructions traduites.
Bases de l'ADN
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L'ADN est constitué de deux chaînes polynucléotidiques enroulées l'une autour de l'autre en double hélice. Chaque nucléotide des deux chaînes possède une base azotée. Chaque base est attachée à une molécule d'adénine (A), de cytosine (C), de guanine (G) ou de thymine (T). Les deux chaînes polynucléotidiques se lient l'une à l'autre via de faibles liaisons hydrogène entre les molécules appariées C-et-G et les molécules appariées A-et-T. Cette liaison C-G/A-T unique permet aux brins d'ADN de se séparer temporairement, tandis qu'une enzyme décompresse la double hélice en sections de brins simples pour la transcription en brins d'ARN messager.
Bases de l'ARNm
Un brin d'ARN messager (ARNm) est une copie exacte d'un seul brin d'ADN, à l'exception du fait que chaque thymine (T) est remplacée par une molécule d'uracile (U). Une chaîne de molécules d'ARNm constituée de molécules G, CA et U est disposée dans un code triplet tel que CAC, UUA et CUG. Cette séquence de codes triplets est une copie de la séquence d'ADN GTGAATGAC. Le code à trois lettres est ensuite traduit en protéine par des complexes ARN/protéine spéciaux qui reconnaissent le code à trois lettres et construisent un brin d'acides aminés qui correspond au code. Par exemple, le code d'ARNm AUG correspond à l'acide aminé méthionine.
Transcription
La transcription se produit lorsqu'une enzyme ARN polymérase se déplace le long d'une région spécifique d'un seul brin d'ADN et synthétise (transcrit) une copie d'ARNm. Typiquement, le brin d'ARNm est modifié en étant coupé à plusieurs endroits spécifiques par une enzyme spéciale, puis rejoint en un brin d'ARNm plus court qui codera pour une protéine fonctionnelle. Par conséquent, le brin d'ADN codant d'origine n'est pas directement traduit en protéine, mais doit passer par une étape de modification en tant qu'ARNm pour éliminer les séquences non-sens qui ne codent pas pour un gène.
Traduction
La traduction est l'étape finale de la traduction d'une séquence d'ADN en une protéine fonctionnelle. Des molécules complexes ARN/protéine appelées « ribosomes » s'attachent au brin d'ARNm modifié et traduisent le brin en une chaîne de molécules protéiques. Ceci est accompli en transférant des molécules d'ARN (ARNt) qui transportent des acides aminés spécifiques vers les ribosomes où les codes à trois lettres sont lus et mis en correspondance avec des acides aminés spécifiques. Une fois que la chaîne d'acides aminés est synthétisée, elle se replie généralement automatiquement dans une conformation qui la rend fonctionnelle. C'est pourquoi une seule mutation de l'ADN peut être désastreuse. La mutation de l'ADN est transcrite en un code d'ARNm à trois lettres qui, à son tour, code pour le mauvais acide aminé. Cela empêche ainsi la chaîne d'acides aminés finale de se replier correctement en une protéine fonctionnelle.