Acide désoxyribonucléique et l'acide ribonucléique - ADN et ARN - sont des molécules étroitement apparentées qui participent à la transmission et à l'expression de l'information génétique. Bien qu'ils soient assez similaires, il est également facile de comparer et de contraster l'ADN et l'ARN grâce à leurs fonctions spécifiques et différentes.
Les deux sont constitués de chaînes moléculaires contenant des unités alternées de sucre et de phosphate. Des molécules contenant de l'azote, appelées bases nucléotidiques, sont suspendues à chaque unité de sucre. Les différentes unités de sucre dans l'ADN et l'ARN sont responsables des différences entre les deux produits biochimiques.
Structure physique de l'ARN et de l'ADN
Le ribose, le sucre de l'ARN, a une structure cyclique disposée en cinq atomes de carbone et un atome d'oxygène. Chaque carbone se lie à un atome d'hydrogène et à un groupe hydroxyle, qui est une molécule d'un atome d'oxygène et d'un atome d'hydrogène. Le désoxyribose est identique au ribose de l'ARN, sauf qu'un carbone se lie à un atome d'hydrogène au lieu d'un groupe hydroxyle.
Cette seule différence signifie que deux brins d'ADN peuvent former une structure à double hélice tandis que l'ARN reste un brin simple. La structure de l'ADN avec sa double hélice est très stable, ce qui lui donne la capacité de coder des informations pendant longtemps et d'agir comme matériel génétique d'organisme.
L'ARN, en revanche, n'est pas aussi stable sous sa forme simple brin, c'est pourquoi l'ADN a été choisi au cours de l'évolution plutôt que l'ARN en tant qu'information génétique de la vie. La cellule crée de l'ARN selon les besoins pendant le processus de transcription, mais l'ADN s'auto-réplique.
Bases nucléotidiques
Chaque unité de sucre dans l'ADN et l'ARN se lie à l'une des quatre bases nucléotidiques. L'ADN et l'ARN utilisent tous deux les bases A, C et G. Cependant, l'ADN utilise la base T tandis que l'ARN utilise la base U à la place. La séquence de bases le long des brins d'ADN et d'ARN est le code génétique qui indique à la cellule comment fabriquer des protéines.
Dans l'ADN, les bases de chaque brin se lient aux bases de l'autre brin, formant la structure en double hélice. Dans l'ADN, les A ne peuvent se lier qu'aux T et les C ne peuvent se lier qu'aux G. La structure d'une hélice d'ADN est préservée dans un cocon protéine-ARN appelé chromosome.
Rôles dans la transcription
La cellule fabrique des protéines en transcrivant l'ADN en ARN, puis en traduisant l'ARN en protéines. Au cours de la transcription, une partie de la molécule d'ADN, appelée gène, est exposée à des enzymes qui assemblent les brins d'ARN selon les règles de liaison nucléotidiques.
La seule différence est que les bases d'ADN A se lient aux bases d'ARN U. L'enzyme ARN polymérase lit chaque base d'ADN dans un gène et ajoute la base d'ARN complémentaire au brin d'ARN en croissance. De cette façon, l'information génétique de l'ADN est transmise à l'ARN.
Autres différences avec les molécules d'ADN et d'ARN
La cellule utilise également un deuxième type d'ARN pour fabriquer ribosomes, qui sont de minuscules usines de fabrication de protéines. Un troisième type d'ARN aide à transférer les acides aminés vers les brins de protéines en croissance. L'ADN ne joue aucun rôle dans la traduction.
Les groupes hydroxyle supplémentaires de l'ARN en font une molécule plus réactive et moins stable dans des conditions alcalines que l'ADN. La structure serrée d'une double hélice d'ADN la rend moins vulnérable à l'action enzymatique, mais l'ARN est plus résistant aux rayons ultraviolets.
Une autre différence entre les deux molécules est leur emplacement dans la cellule. Chez les eucaryotes, l'ADN ne se trouve que dans les organites fermés. Une majorité de l'ADN de la cellule se trouve enfermée dans le noyau jusqu'à ce que la cellule se divise et que l'enveloppe nucléaire se brise. Vous pouvez également trouver de l'ADN dans les mitochondries et les chloroplastes (les deux étant également des organites liés à la membrane).
L'ARN, cependant, se trouve dans toute la cellule. Il peut être trouvé à l'intérieur du noyau, flottant librement dans le cytoplasme ainsi que dans les organites comme le réticulum endoplasmique.