Acide ribonucléique (ARN) et l'acide désoxyribonucléique (ADN) sont des molécules capables de coder des informations régulant la synthèse des protéines par les cellules vivantes. L'ADN contient l'information génétique transmise d'une génération à l'autre. L'ARN a plusieurs fonctions, notamment la formation des usines de protéines de la cellule, ou ribosomes, et la transmission de copies d'informations ADN aux ribosomes. L'ADN et l'ARN diffèrent par leur teneur en sucre, leur teneur en bases nucléiques et leur structure tridimensionnelle.
Sucres
L'ADN et l'ARN contiennent tous deux un squelette d'unités répétées de sucre et de phosphate. Le sucre présent dans l'ARN est le ribose, un cycle à cinq carbones de formule C5H10O5. Un groupe hydroxyle, ou OH, accroche quatre des cinq carbones ribose, tandis qu'un oxygène doublement lié se lie au carbone restant. Le sucre de l'ADN, le désoxyribose, est similaire au ribose, sauf qu'un groupe hydroxyle est placé par un atome d'hydrogène, donnant la formule C5H10O4. Dans l'ADN et l'ARN, les atomes de carbone sont numérotés de 1' à 5'. Une nucléobase s'attache au carbone 1', tandis que les groupes phosphate se lient aux carbones 2' et 5'.
Nucléobases
Une nucléobase est une molécule à un ou deux anneaux contenant de l'azote. L'une des quatre nucléobases différentes est suspendue à chaque molécule de sucre dans un acide nucléique. L'ADN et l'ARN utilisent tous deux les bases nucléiques cytosine, guanine et adénine. Cependant, la quatrième nucléobase de l'ADN est la thymine, alors que l'ARN utilise l'uracile à la place. La séquence des bases le long de certaines sections d'un acide nucléique, appelées gènes, contrôle le contenu des protéines que la cellule fabrique. Chaque triplet de nucléobases se traduit par un acide aminé particulier, qui est la pierre angulaire de la protéine.
Structure globale
Bien qu'il existe des exceptions, l'ADN est généralement une molécule double brin et l'ARN est généralement simple brin. Les deux brins d'ADN forment la célèbre structure en double hélice qui ressemble à un escalier en colimaçon. Les liaisons hydrogène entre les paires correspondantes de bases nucléiques maintiennent les deux brins d'ADN ensemble, avec l'aide de protéines spéciales appelées histones. L'ARN forme des hélices simples qui sont moins comprimées que les molécules d'ADN. La stabilité supplémentaire de la double hélice d'ADN permet à de très longues molécules de se former, contenant des millions de bases nucléosidiques. Cependant, l'ADN est plus vulnérable aux dommages causés par la lumière ultraviolette que l'ARN.
Différences fonctionnelles
En plus des différences structurelles, l'ARN remplit un ensemble de fonctions plus large que l'ADN. La cellule synthétise l'ARN en utilisant des sections de chromosomes comme matrice. L'ARN messager transporte un transcrit d'un gène d'ADN vers le ribosome, qui est composé d'ARN ribosomique et de protéines. Le ribosome lit l'ARN messager et recrute des ARN de transfert, qui agissent comme de minuscules remorqueurs transportant les acides aminés requis vers le ribosome. Un autre type d'ARN aide à contrôler la transcription de l'ADN en ARN. La fonction de l'ADN est de conserver et de transmettre fidèlement les informations génétiques de l'individu, permettant à la machinerie de la cellule d'utiliser les informations pour construire des protéines.