L'ADN contient des instructions codées dont vos cellules ont besoin pour fonctionner. Chez un eucaryote, un organisme avec un noyau dans chacune de ses cellules, l'ADN est stocké à l'intérieur du noyau, de sorte que ceux les instructions doivent être transmises à la cellule en en faisant d'abord une copie dans un polymère appelé ARN messager ou ARNm. L'ARNm est modifié par la machinerie cellulaire avant de quitter le noyau, et plusieurs caractéristiques moléculaires importantes y sont ajoutées pour le marquer comme terminé et prêt à l'emploi.
Coiffage de l'ARNm
La première modification chimique partagée par tous les ARNm eucaryotes s'appelle une coiffe 5'. L'enzyme ARN polymérase se déplace le long d'un brin d'ADN en faisant une copie ou un transcrit d'ARN. L'extrémité du polymère d'ARN où l'ARN polymérase a commencé à synthétiser est appelée l'extrémité 5'. Trois autres enzymes ajoutent un groupe chimique appelé 7-méthylguanylate à l'extrémité 5'; cette modification s'appelle un plafond. Si un ARNm apparaît dans la cellule sans capuchon 5', il peut être décomposé par d'autres enzymes; les instructions qu'il contient ne seront jamais traduites. Le capuchon 5' marque l'ARNm comme légitime et le protège de la dégradation.
Polyadénylation
L'autre modification universelle trouvée uniquement dans l'ARNm eucaryote est une queue poly-A. L'extrémité 5' de l'ARNm est l'endroit où l'ARN polymérase a commencé et la queue 3' est l'endroit où elle se termine. Après la transcription, une enzyme appelée poly (A) polymérase ajoute de 100 à 250 sous-unités supplémentaires d'adénosine ou A, d'où le nom de queue poly A. Cette queue semble rendre l'ARNm plus stable et le marque comme destiné à être exporté à partir du noyau.
Fonctions de modification
Les coiffes 5' et les queues poly-A se trouvent dans tous les ARNm eucaryotes. Cependant, les bactéries et autres procaryotes utilisent également l'ARNm, mais leurs ARNm n'ont pas ces deux caractéristiques. L'ARNm eucaryote est parfois modifié ou épissé avant de quitter le noyau, ils doivent donc réguler quels ARNm peuvent quitter le noyau. De plus, la traduction des instructions codées dans l'ARNm est un processus beaucoup plus régulé chez les eucaryotes, et ces modifications jouent également un rôle important dans ce processus. Contrairement aux eucaryotes, les procaryotes n'ont pas de noyau, il n'est donc pas nécessaire de réguler l'entrée ou la sortie des ARNm - dès que l'ARNm est transcrit, il est libéré dans la cellule.
Virus et ARNm
Lorsqu'un virus infecte une cellule eucaryote, l'agent pathogène doit s'assurer que la cellule hôte cesse de produire ses propres protéines et commence à fabriquer des protéines virales et des ARN à la place. Certains d'entre eux, comme les poliovirus et les picornavirus, portent une enzyme qui hache une protéine nécessaire pour traduire les instructions stockées dans un ARNm coiffé en 5'. En conséquence, aucun des propres ARNm de la cellule n'est traduit, et l'ARN viral qui n'est pas coiffé est traduit à la place. Ce faisant, ils prennent ce qui pourrait être un handicap - leur propre manque de plafond de 5' - et le transforment en un avantage.