Différence principale - ARNm vs ARNt

L'ARN messager (ARNm) et l'ARN de transfert (ARNt) sont deux types d'ARN majeurs fonctionnant dans la synthèse des protéines. Les gènes codant pour les protéines dans le génome sont transcrits en ARNm par l'enzyme ARN polymérase. Cette étape est la première étape de la synthèse des protéines et est connue sous le nom de codage des protéines. Cet ARNm codé par une protéine est traduit au niveau des ribosomes en chaînes polypeptidiques. Cette étape est la deuxième étape de la synthèse des protéines et est connue sous le nom de décodage des protéines. Les ARNt sont les porteurs d'acides aminés spécifiques codés dans l'ARNm. Les différence principale entre l'ARNm et l'ARNt est que L'ARNm sert de messager entre les gènes et les protéines, tandis que l'ARNt transporte l'acide aminé spécifié dans le ribosome afin de traiter la synthèse des protéines.

Cet article explique,

1. Qu'est-ce que l'ARNm – Structure, Fonction, Synthèse, Dégradation 2. Qu'est-ce que l'ARNt – Structure, Fonction, Synthèse, Dégradation 3. Quelle est la différence entre l'ARNm et l'ARNt

Qu'est-ce que l'ARNm

L'ARN messager est un type d'ARN présent dans les cellules codant pour les gènes codant pour les protéines. L'ARNm est considéré comme le porteur du message d'une protéine dans le ribosome qui facilite la synthèse protéique. Les gènes codant pour les protéines sont transcrits en ARNm par l'enzyme ARN polymérase au cours de l'événement connu sous le nom de transcription, qui se produit dans le noyau. Le transcrit d'ARNm suivant la transcription est appelé transcrit primaire ou pré-ARNm. Le transcrit primaire de l'ARNm subit des modifications post-transcriptionnelles à l'intérieur du noyau. L'ARNm mature est libéré dans le cytoplasme pour la traduction. La transcription suivie de la traduction est le dogme central de la biologie moléculaire, comme le montre la figure 1.

Figure 1: Dogme central de la biologie moléculaire

Structure de l'ARNm

L'ARNm est une molécule linéaire simple brin. Un ARNm mature se compose d'une région codante, de régions non traduites (UTR), d'une coiffe 5' et d'une queue poly-A 3'. Les région de codage de l'ARNm contient une série de codons, qui sont complémentaires des gènes codant pour les protéines dans le génome. La région codante contient un codon d'initiation afin d'initier la traduction. Le codon de départ est AUG, qui spécifie l'acide aminé méthionine dans la chaîne polypeptidique. Les codons suivis du codon d'initiation sont responsables de la détermination de la séquence d'acides aminés de la chaîne polypeptidique. La traduction se termine au codon d'arrêt. Les codons, UAA, UAG et UGA sont responsables de la fin de la traduction. Outre la détermination de la séquence d'acides aminés du polypeptide, certaines régions de la région codante du pré-ARNm sont également impliquées dans la régulation du traitement du pré-ARNm et servent d'amplificateurs/silencieux d'épissage exonique.

Les régions de l'ARNm trouvées avant et après la région codante sont appelées 5′ UTR et 3′ UTR, respectivement. Les UTR contrôlent la stabilité de l'ARNm en faisant varier l'affinité pour les enzymes RNase qui dégradent les ARN. La localisation de l'ARNm est réalisée dans le cytoplasme par l'UTR 3'. L'efficacité de traduction de l'ARNm est déterminée par les protéines liées aux UTR. Les variations génétiques dans la région 3'UTR conduisent à la susceptibilité à la maladie en modifiant la structure de l'ARN et la traduction des protéines.

Figure 2: structure d'ARNm mature

La coiffe 5'est un nucléotide modifié de la guanine, la 7-méthylguanosine qui se lie par une liaison 5'-5'-triphosphate. La queue 3'poly-A est constituée de plusieurs centaines de nucléotides d'adénine ajoutés à l'extrémité 3' du transcrit primaire de l'ARNm.

L'ARNm eucaryote forme une structure circulaire en interagissant avec la protéine de liaison poly-A et le facteur d'initiation de la traduction, eIF4E. Les protéines de liaison eIF4E et poly-A se lient au facteur d'initiation de la traduction, eIF4G. Cette circulation favorise une traduction efficace en temps en faisant circuler le ribosome sur le cercle d'ARNm. Les ARN intacts seront également traduits.

Figure 3: Le cercle d'ARNm

Synthèse, traitement et fonction de l'ARNm

L'ARNm est synthétisé lors de l'événement connu sous le nom de transcription, qui est la première étape du processus de synthèse des protéines. L'enzyme impliquée dans la transcription est l'ARN polymérase. Les gènes codant pour la protéine sont codés dans la molécule d'ARNm et exportés dans le cytoplasme pour la traduction. Seul l'ARNm eucaryote subit le traitement, qui produit un ARNm mature à partir de pré-ARNm. Trois événements majeurs se produisent pendant le traitement du pré-ARNm: l'ajout de la coiffe 5', l'ajout de la coiffe 3' et l'épissage des introns.

L'addition de casquette 5′ se produit de manière co-transcriptionnelle. Le capuchon 5' sert de protection contre les RNases et est essentiel à la reconnaissance de l'ARNm par les ribosomes. L'addition de 3' queue poly-A/polyadénylation intervient immédiatement après la transcription. La queue poly-A protège l'ARNm des RNases et favorise l'exportation de l'ARNm du noyau vers le cytoplasme. L'ARNm eucaryote est constitué d'introns entre deux exons. Ainsi, ces introns sont retirés du brin d'ARNm lors de l'épissage. Certains ARNm sont édités afin de changer leur composition nucléotidique.

Traduction est l'événement où les ARNm matures sont décodés afin de synthétiser une chaîne d'acides aminés. Les ARNm procaryotes ne possèdent pas de modifications post-transcriptionnelles et sont exportés vers le cytoplasme. La transcription procaryote se produit dans le cytoplasme lui-même. Par conséquent, la transcription procaryote et la traduction sont considérées comme se produisant simultanément, ce qui réduit le temps nécessaire à la synthèse des protéines. Les ARNm matures eucaryotes sont exportés vers le cytoplasme depuis le noyau juste après leur traitement. La traduction est facilitée par les ribosomes qui flottent librement dans le cytoplasme ou qui sont liés au réticulum endoplasmique chez les eucaryotes.

Dégradation de l'ARNm

Les ARNm procaryotes ont généralement une durée de vie relativement longue. Mais, les ARNm eucaryotes sont de courte durée, permettant la régulation de l'expression des gènes. Les ARNm procaryotes sont dégradés par différents types de ribonucléases, notamment les endonucléases, les exonucléases 3' et les exonucléases 5'. La RNase III dégrade les petits ARN lors de l'interférence ARN. La RNase J dégrade également l'ARNm procaryote de 5' à 3'. Les ARNm eucaryotes ne sont dégradés après la traduction que par un complexe d'exosomes ou un complexe de décapage. Les ARNm non traduits eucaryotes ne sont pas dégradés par les ribonucléases.

Qu'est-ce que l'ARNt

L'ARNt est le deuxième type d'ARN impliqué dans la synthèse des protéines. Les anticodons sont individuellement portés par les ARNt qui sont complémentaires d'un codon particulier sur l'ARNm. L'ARNt transporte un acide aminé spécifié par les codons de l'ARNm dans les ribosomes. Le ribosome facilite la formation de liaisons peptidiques entre les acides aminés existants et entrants.

Structure de l'ARNt

L'ARNt est constitué de structures primaires, secondaires et tertiaires. Les structure primaire est une molécule linéaire d'ARNt. Il mesure environ 76 à 90 nucléotides. Les structure secondaire est une structure en forme de feuille de trèfle. Les structure tertiaire est une structure 3D en forme de L. La structure tertiaire de l'ARNt lui permet de s'adapter au ribosome.

Figure 4: La structure secondaire de l'ARNm

La structure secondaire de l'ARNt consiste en un groupe phosphate terminal 5'. L'extrémité 3' du bras de l'accepteur contient la queue CCA qui est attachée à l'acide aminé. L'acide aminé est lié de manière contente au groupe hydroxyle 3' de la queue CCA par l'enzyme, l'aminoacyl ARNt synthétase. L'ARNt chargé d'acides aminés est connu sous le nom d'aminoacyl-ARNt. La queue CCA est ajoutée pendant le traitement de l'ARNt. L'ARNt de structure secondaire se compose de quatre boucles: la boucle D, la boucle T C, la boucle variable et la boucle anticodon. La boucle anticodon contient l'anticodon qui est une liaison complémentaire avec le codon de l'ARNm à l'intérieur du ribosome. La structure secondaire de l'ARNt devient sa structure tertiaire par empilement coaxial des hélices. La structure tertiaire de l'aminoacyl-ARNt est illustrée à la figure 5.

Figure 5: ARNt d'aminoacyle

Fonctions de l'ARNt

Un anticodon se compose d'un triplet de nucléotides, contenant individuellement dans chaque molécule d'ARNt. Il est capable de s'apparier avec plus d'un codon par appariement de bases wobble. Le premier nucléotide de l'anticodon est remplacé par l'inosine. L'inosine est capable de créer des liaisons hydrogène avec plus d'un nucléotide spécifique dans le codon. L'anticodon est dans la direction 3' à 5' afin de s'apparier avec le codon. Par conséquent, le troisième nucléotide du codon varie dans le codon redondant spécifiant le même acide aminé. Par exemple, les codons GGU, GGC, GGA et GGG codent pour l'acide aminé glycine. Ainsi, un seul ARNt apporte la glycine pour l'ensemble des quatre codons ci-dessus. Soixante et un codons distincts peuvent être identifiés sur l'ARNm. Mais, seuls trente et un ARNt distincts sont nécessaires comme transporteurs d'acides aminés en raison de l'appariement des bases oscillantes.

Les complexe d'initiation à la traduction est formé par l'assemblage de deux unités ribosomiques avec l'ARNt aminoacyl. L'aminoacyl ARNt se lie au site A et la chaîne polypeptidique se lie au site P de la grande sous-unité du ribosome. Le codon d'initiation de la traduction est AUG qui spécifie l'acide aminé méthionine. Le processus de traduction passe par la translocation du ribosome sur l'ARNm en lisant la séquence de codons. La chaîne polypeptidique se développe en formant des liaisons polypeptidiques avec les acides aminés entrants.

Figure 6: Traduction

En plus de son rôle dans la synthèse des protéines, il joue également un rôle dans la régulation de l'expression des gènes, les processus métaboliques, l'amorçage de la transcription inverse et les réponses au stress.

Dégradation de l'ARNt

L'ARNt est réactivé en se fixant sur un deuxième acide aminé qui lui est spécifique après avoir libéré son premier acide aminé lors de la traduction. Lors du contrôle qualité de l'ARN, deux voies de surveillance sont impliquées dans la dégradation des pré-ARNt hypo-modifiés et mal traités et des ARNt matures qui sont dépourvus de modifications. Les deux voies sont les voies de surveillance nucléaire et la voie de désintégration rapide de l'ARNt (RTD). Pendant le voie de surveillance nucléaire, les pré-ARNt mal modifiés ou hypo-modifiés et les ARNt matures sont soumis à une polyadénylation de l'extrémité 3' par le complexe TRAMP et subissent un renouvellement rapide. Il a d'abord été découvert dans la levure, Saccharomyces cerevisiae. Les voie de désintégration rapide de l'ARNt (RTD) a été observée pour la première fois dans la souche mutante de levure trm8∆trm4∆ qui est sensible à la température et dépourvue d'enzymes de modification de l'ARNt. La plupart des ARNt sont correctement repliés dans les conditions de température normales. Mais, les variations de température conduisent à des ARNt hypo-modifiés et ils sont dégradés par la voie RTD. Les ARNt contenant des mutations dans la tige acceptrice ainsi que la tige T sont dégradés au cours de la voie RTD.

Différence entre l'ARNm et l'ARNt

Nom

ARNm: Le m signifie messager; ARN messager

ARNt: Le t signifie transfert; transférer l'ARN

Fonction

ARNm: L'ARNm sert de messager entre les gènes et les protéines.

ARNt: L'ARNt transporte l'acide aminé spécifié dans le ribosome afin de traiter la synthèse des protéines.

Emplacement de la fonction

ARNm: L'ARNm fonctionne au niveau du noyau et du cytoplasme.

ARNt: L'ARNt fonctionne au niveau du cytoplasme.

Codon/Anticodon

ARNm: L'ARNm porte une séquence de codons qui est complémentaire de la séquence de codons du gène.

ARNt: L'ARNt porte un anticodon qui est complémentaire du codon sur l'ARNm.

Continuité de la séquence

ARNm: L'ARNm porte un ordre de codons séquentiels.

ARNt: L'ARNt porte des anticodons individuels.

Forme

ARNm: L'ARNm est une molécule linéaire simple brin. Parfois, l'ARNm forme les structures secondaires comme les boucles en épingle à cheveux.

ARNt: L'ARNt est une molécule en forme de L.

Taille

ARNm: La taille dépend de la taille des gènes codant pour la protéine.

ARNt: Il mesure environ 76 à 90 nucléotides.

Attachement aux acides aminés

ARNm: L'ARNm ne s'attache pas aux acides aminés lors de la synthèse des protéines.

ARNt: L'ARNt porte un acide aminé spécifique en se fixant à son bras accepteur.

Le destin après le fonctionnement

ARNm: L'ARNm est détruit après la transcription.

ARNt: L'ARNt est réactivé en l'attachant à un deuxième acide aminé qui lui est spécifique après avoir libéré son premier acide aminé lors de la traduction.

Conclusion

L'ARN messager et l'ARN de transfert sont deux types d'ARN impliqués dans la synthèse des protéines. Les deux sont composés de quatre nucléotides: l'adénine (A), la guanine (G), la cytosine (C) et la thymine (T). Les gènes codant pour les protéines sont codés dans les ARNm au cours du processus connu sous le nom de transcription. Les ARNm transcrits sont décodés en une chaîne d'acides aminés à l'aide de ribosomes au cours du processus appelé traduction. L'acide aminé spécifié requis pour le décodage des ARNm en protéines est transporté par des ARNt distincts dans le ribosome. Soixante et un codons distincts peuvent être identifiés sur l'ARNm. Trente et un anticodons distincts peuvent être identifiés sur des ARNt distincts spécifiant les vingt acides aminés essentiels. Par conséquent, la principale différence entre l'ARNm et l'ARNt réside dans le fait que l'ARNm est le messager d'une protéine spécifique, tandis que l'ARNt est le porteur d'un acide aminé spécifique..

Référence: 1. « ARN messager ». Wikipédia. N.p.: Wikimedia Foundation, 14 février 2017. Web. 5 mars 2017.2. « Transfert d'ARN. » Wikipédia. N.p.: Wikimedia Foundation, 20 février 2017. Web. 5 mars 2017. 3. "Biochimie structurelle/acide nucléique/ARN/ARN de transfert (ARNt) - Wikibooks, livres ouverts pour un monde ouvert." s.d. La toile. 5 mars 2017 4.Megel, C. et al "Survailence et clivage des ARNt eucaryotes". Revue Internationale des Sciences Moléculaires,. 2015, 16, 1873-1893; doi:10.3390/ijms16011873. La toile. Consulté le 6 mars 2017

Courtoisie d'image: 1. "MRNA-interaction" - téléchargeur original: Sverdrup sur Wikipedia anglais. (Domaine public) via Commons Wikimedia2. « ARNm mature » ​​(CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia3. "MRNAcircle" de Fdardel - Travail personnel (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia4. «TRNA-Phe levure en» Par Yikrazuul - Travail personnel (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia5. "Peptide syn" de Boumphreyfr - Travail personnel (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia6. «Aminoacyl-tRNA» de Scientific29 - Travail personnel (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia