Toute l’information génétique d’un organisme est contenue dans son acide désoxyribonucléique (ADN), situé à l’intérieur de ses cellules. Il est de la responsabilité de l’acide ribonucléique (ARN) de la cellule d’utiliser cette information génétique pour synthétiser toutes les protéines nécessaires à la vie de la cellule et de l’organisme. L’ARN est l’une des trois macromolécules requises pour tous les organismes vivants ; les deux autres sont l’ADN et les protéines. Pour mener à bien le processus de synthèse des protéines, il existe trois types d’ARN : l’ARN messager, l’ARN ribosomique et l’ARN de transfert.
L’information génétique contenue dans l’ADN est composée de nombreux segments de gènes, appelés allèles. Chaque allèle représente le modèle de fabrication d’une protéine spécifique. Ces protéines sont constituées d’environ 20 acides aminés, qui peuvent être considérés comme les éléments constitutifs des protéines. L’ordre exact des acides aminés pour une protéine donnée est codé sur l’ADN via une série de nucléotides, regroupés par groupes de trois. Chacun de ces triplets nucléotidiques, appelés codons, correspond à un type d’acide aminé.
L’ARN messager (ARNm) représente une copie de l’un de ces allèles d’ADN. L’ARNm contient tous les triplets nucléotidiques, ou codons, nécessaires à la synthèse d’une protéine donnée, y compris la séquence appropriée. Lorsque la cellule détermine que la protéine contenue dans l’ARNm est nécessaire, l’ARNm est déplacé dans le cytoplasme de la cellule, où il se lie à un ribosome. Ce sont les triplets de nucléotides de l’ARNm qui sont « lus » par les scientifiques, pas les triplets de l’ADN.
L’ARN ribosomique (ARNr) se combine avec des protéines dans le cytoplasme de la cellule pour former des ribosomes. Ces ribsosomes se fixent à l’ARNm et facilitent la synthèse de la nouvelle protéine. L’ARNr se déplace le long du brin d’ARNm, comme une fermeture éclair, liant les acides aminés requis ensemble.
L’ARN de transfert (ARNt) est chargé de fournir les acides aminés appropriés aux ribosomes. Il existe au moins 20 ARNt différents, un pour chaque acide aminé. Chaque ARNt porte son acide aminé attribué et un anticodon correspondant. Cet anticodon est un triplet de nucléotides qui correspond à l’opposé du codon de l’ARNm pour l’acide aminé donné. L’ARNt lit l’ARNm et, si son anticodon correspond au codon de l’ARNm, il libère son acide aminé dans l’ARNr pour le traitement.
Le système d’ARN de la cellule est un processus en deux étapes. Premièrement, l’information génétique d’un allèle de l’ADN est copiée dans un brin d’ARNm par des enzymes ARN polymérases, par le biais d’un processus appelé transcription. Deuxièmement, les informations sur l’ARNm sont utilisées pour synthétiser une protéine via une traduction d’appel de processus.
Le processus de traduction de la cellule consiste en trois activités menées simultanément. L’ARNm sert de modèle de protéine, dirigeant l’assemblage de la protéine. L’ARNr sert d’usine, fournissant un support pour la structure et reliant les acides aminés. L’ARNt sert de véhicule d’administration, délivrant les bons acides aminés au ribosome lorsque cela est nécessaire. L’ARNt détermine quand son acide aminé est nécessaire en lisant le plan directeur de l’ARNm.
De nombreux virus, grâce à un processus connu sous le nom de cycle lytique, utilisent l’ARN pour se répliquer et détruire leur hôte. Ils injectent leur ARNm nocif dans le noyau d’une cellule hôte. La cellule utilise ensuite sans le savoir cet ARNm pour synthétiser davantage de virus. En fin de compte, ces nouvelles particules virales sortent de la cellule et se propagent à d’autres cellules hôtes, répétant le cycle mortel.