Santé

La traduction du gène en protéine

Dossier - Le gène, de l'ADN aux protéines
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La vie d'un gène, de sa duplication à la fabrication d'une protéine pour laquelle il code, est une succession d'étapes cruciales. Ce dossier récapitule simplement tout ce qu'il faut savoir !

  
DossiersLe gène, de l'ADN aux protéines
 

Le ribosome, un énorme complexe protéique, réalise la traduction de l'ARN messager en protéine, dernière étape phare de la conversion de l'information génétique en outil fonctionnel.

Travail en laboratoire. © Pressmaster, Fotolia
Le code génétique permet de coder un triplet de bases (du centre vers l'extérieur) en un acide aminé. © DR

La lecture du message porté par l'ARNm et sa traduction sous forme de protéine sont assurées par le ribosome, une des plus complexes machines cellulaires. Le ribosome est constitué de trois molécules d'ARN et de plus d'une cinquantaine de protéines. Son rôle est le décodage d'une information écrite avec quatre lettres - A, C, G, T de l'ADN, puis A, C, G, U de l'ARN - vers un alphabet à vingt lettres : les vingt acides aminés composant les protéines. Il réalise cette opération en lisant la séquence de l'ARN par groupes de trois bases, chaque triplet ou codon indiquant un acide aminé de la séquence de la protéine en cours de fabrication.

La correspondance entre codons et acides aminés est définie par le code génétique et s'exprime par l'intermédiaire d'une famille d'ARN particuliers, les ARN de transfert (ARNt). Chaque ARNt contient la séquence complémentaire d'un codon, l'anticodon, et porte fixé à son extrémité l'acide aminé correspondant. Ainsi, lorsque le ribosome rencontre un nouveau codon, l'ARNt vient s'y fixer par son anticodon et fournit au ribosome le prochain acide aminé à incorporer dans la protéine en cours de fabrication.

La traduction de l'ARN messager en protéine implique de nombreux acteurs. L'ADN est d'abord transcrit en ARNm par l'ARN pol. Le ribosome lit ensuite la séquence de l'ARNm, et incorpore les acides aminés (fixés sur les ARNt par les aaRS) apportés par le facteur EF-Tu. © Claude Sauter, CC

La traduction, un mécanisme complexe

En amont du travail de lecture du ribosome, les acides aminés sont fixés aux « bons » ARNt par une famille d'enzymes, les aminoacyl-ARNt synthétases (aaRS). Une fois chargés, les ARNt sont immédiatement véhiculés jusqu'au ribosome par une autre protéine, le facteur d'élongation (EF-Tu).

Ainsi, les ARNt apportent les acides aminés au ribosome dans l'ordre indiqué par la séquence des codons. Une protéine commence toujours de la même façon, l'acide aminé méthionine codée par le codon initiateur AUG. Suivent les autres acides aminés dans l'ordre indiqué par la séquence des codons sur l'ARN messager. La synthèse s'achève lorsque le ribosome rencontre un codon « stop » (des codons UAG, UGA ou UAA) qui indique au ribosome qu'il est arrivé à la fin de la séquence de la protéine. Cette dernière est alors libérée pour aller remplir sa fonction biologique dans la cellule.

L'ensemble de ce ballet moléculaire se doit, une fois encore, d'être très efficace, un ribosome enfilant les perles de protéine à une cadence de 15 acides aminés par seconde.