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Quelle est la différence entre le ribosome et l’ADN ribosomique ?

Tout être vivant a besoin de protéines pour diverses fonctions. Dans les cellules, les scientifiques définissent les ribosomes comme étant les fabricants de ces protéines. L’ADN ribosomique (ADNr) en revanche, sert de code génétique précurseur pour ces protéines et remplit également d’autres fonctions. 

Qu’est-ce qu’un ribosome ?

On peut définir le ribosome comme étant une usine de protéines moléculaires. Dans sa forme la plus simpliste, un ribosome est un type d’organite que l’on trouve dans les cellules de tous les êtres vivants. Ils peuvent à la fois flotter librement dans le cytoplasme d’une cellule ou résider à la surface du réticulum endoplasmique (RE). Cette partie se réfère au réticulum endoplasmique brute. 

Les protéines et les acides nucléiques constituent les ribosomes. La plupart d’entre eux proviennent du nucléole. Les ribosomes sont constitués de deux sous-unités, l’une plus grande que l’autre. Dans les formes de vie simples comme les bactéries et les archaebactéries, les ribosomes et leurs sous-unités sont plus petits que dans les formes de vie plus avancées. Dans ces organismes plus simples, les ribosomes sont appelés ribosomes 70S et sont constitués de sous-unités 50S et 30S. Le “S” désigne la vitesse de sédimentation des molécules dans une centrifugeuse. 

Dans les organismes plus complexes comme les humains, les plantes et les champignons, ils sont plus gros et sont appelés ribosomes 80S. Ces ribosomes sont composés de deux sous-unités 60S et 40S, respectivement. Les mitochondries possèdent leurs propres ribosomes 70S, faisant allusion à une ancienne possibilité que les eucaryotes les consommaient comme bactéries, tout en les gardant comme symbiotes utiles. Les ribosomes peuvent contenir jusqu’à 80 protéines, et une grande partie de leur masse provient de l’ARN ribosomique (ARNr).

Que font les ribosomes ?

La fonction principale d’un ribosome est de construire des protéines. Pour ce faire, il traduit un code donné à partir du noyau d’une cellule via l’ARNm (acide ribonucléique messager). Grâce à ce code, le ribosome sera adjacent aux acides aminés apportés par l’ARNt (acide ribonucléique de transfert). En fin de compte, ce nouveau polypeptide sera libéré dans le cytoplasme et sera modifié comme une nouvelle protéine fonctionnelle.

Les étapes de la production des protéines 

Bien qu’il soit facile de définir généralement les ribosomes comme des usines de protéines, il est utile de comprendre l’état actuel de l’organisme. Ces étapes de la production de protéines doivent être effectuées de manière efficace et correcte afin d’éviter un dommage. 

L’initiation

La première étape de la production de protéines est appelée initiation. Des protéines spéciales amènent l’ARNm à la plus petite sous-unité d’un ribosome où il entre par une fente. Ensuite, l’ARNt est préparé et amené à travers une autre fente. Toutes ces molécules se fixent entre les sous-unités (grandes et petites) du ribosome, ce qui le rend actif. La plus grande sous-unité sert principalement de catalyseur, tandis que la plus petite sert de décodeur. 

L’élongation

La deuxième étape, appelé élongation, commence lorsque l’ARNm est “lu”. L’ARNt délivre un acide aminé, et ce processus se répète en allongeant ainsi la chaîne. Les acides aminés sont extraits du cytoplasme. Ils sont fournis par les aliments.

La terminaison

La terminaison représente la fin de la fabrication de protéines. Le ribosome lit un codon stop, une séquence du gène qui lui demande de compléter la construction de la protéine. La protéine complète est libérée dans le cytoplasme. 

Les protéines nouvellement synthétisées peuvent subir une modification post-traductionnelle. Les ribosomes peuvent travailler à grande vitesse pour unir les acides aminés ensemble, et peuvent parfois joindre 200 d’entre eux par minute. Les plus grosses protéines peuvent prendre quelques heures à fabriquer. Les protéines ribosomiques font en sorte que les ribosomes remplissent des fonctions essentielles à la vie, constituant les muscles et autres tissus. La cellule d’un mammifère peut contenir jusqu’à 10 milliards de molécules de protéines et 10 millions de ribosomes. Lorsque les ribosomes terminent leur travail, leurs sous-unités se désagrègent et peuvent être recyclées ou décomposées. 

Les chercheurs utilisent leurs connaissances sur les ribosomes pour fabriquer de nouveaux antibiotiques et d’autres médicaments. Par exemple, il existe de nouveaux antibiotiques qui attaquent de façon ciblée les ribosomes 70S dans les bactéries. Au fur et à mesure que les scientifiques en apprendront davantage sur les ribosomes, d’autres approches de nouveaux médicaments seront sans aucun doute découvertes.

Qu’est-ce que l’ADN ribosomique ?

L’ADNr ou acide désoxyribonucléique ribosomique, est celui qui code les protéines ribosomiques qui forment les ribosomes. Cet ADNr représente une part relativement faible de l’ADN humain, mais son rôle est crucial dans plusieurs processus. 

La plus grande partie de l’ARN présent dans les eucaryotes provient de l’ARN ribosomique qui a été transcrit à partir de l’ADNr. Cette transcription

 

s’installe pendant le cycle cellulaire. L’ADNr lui-même provient du nucléole, qui est situé à l’intérieur du noyau de la cellule. Le niveau de production d’ADNr dans les cellules varie en fonction du stress et des nutriments. En cas de famine, la transcription de l’ADNr chute. Lorsque les ressources sont abondantes, elle augmente. 

L’ADN ribosomique est responsable du contrôle du métabolisme des cellules, de l’expression des gènes, de la réponse au stress et même du vieillissement. Il doit y avoir un niveau stable de transcription de l’ADNr pour éviter la mort cellulaire ou la formation de tumeurs. Une caractéristique intéressante de l’ADNr est sa grande série de gènes répétés . 

Il y a plus que nécessaire de répétitions d’ADNr pour l’ARNr. Bien que la raison de cette situation ne soit pas claire, les chercheurs pensent que cela pourrait être lié à la nécessité d’avoir des taux différents de synthèse des protéines à différents stades de développement. Ces séquences répétitives d’ADNr peuvent entraîner des problèmes d’intégrité génomique. Ils sont difficiles à transcrire, à reproduire et à réparer, ce qui entraîne une instabilité générale qui peut entraîner des maladies. Chaque fois que la transcription de l’ADNr se produit à un taux plus élevé, il y a un risque accru de ruptures et d’autres erreurs. La régulation de l’ADN répétitif est importante pour la santé de l’organisme.

L’importance de l’ADNr 

Les problèmes liés à l’ADN ribosomique ont été constatés dans un certain nombre de maladies chez l’homme, notamment les maladies neurodégénératives et le cancer. Quand il y a une grande instabilité de l’ADNr, des problèmes surviennent. Cela est dû aux séquences répétées trouvées dans celui-ci, qui sont sensibles aux événements de recombinaison qui produisent des mutations. 

Certaines maladies peuvent résulter d’une instabilité accrue de l’ADNr, et d’une mauvaise synthèse des ribosomes et des protéines. Les chercheurs ont découvert que les cellules de patients atteints du syndrome de Cockayne, du syndrome de Bloom, du syndrome de Werner et de l’ataxie-télangiectasie contiennent une instabilité accrue d’ADNr. L’instabilité répété de l’ADN est également démontrée dans un certain nombre d’études de maladies neurologiques comme la maladie de Huntington, la SLA (sclérose latérale amyotrophique) et la démence frontotemporale. Les scientifiques pensent que la neurodégénérescence liée à l’ADNr résulte d’une transcription élevée de celui-ci qui entraîne des dommages et de faibles transcriptions d’ARNr. 

Les problèmes de production de ribosomes pourraient également jouer un rôle. Un certain nombre de cancers tumoraux solides présentent des réarrangements de l’ADNr, y compris plusieurs séquences répétées. Le nombre de copies d’ADNr influe sur la formation des ribosomes, et par conséquent sur le développement de leurs protéines. La production accrue de protéines par les ribosomes fournit un indice de la connexion entre les séquences répétées d’ADNr et le développement tumoral. L’espoir est que de nouvelles thérapies contre le cancer puissent être mises au point pour exploiter la vulnérabilité des tumeurs dues à l’ADNr répétitif.

L’ADNr et le vieillissement

Les scientifiques ont récemment découvert des preuves que l’ADNr joue également un rôle dans le vieillissement. A mesure que les animaux vieillissent, leur ADNr subit un changement épigénétique appelé méthylation. Les groupes méthyles ne modifient pas la séquence d’ADN, mais ils modifient la façon dont les gènes sont exprimés. Un autre indice potentiel du vieillissement est la réduction des répétitions d’ADNr. D’autres recherches sont nécessaires pour élucider le rôle de l’ADNr par rapport au vieillissement. 

Au fur et à mesure que les scientifiques en apprennent davantage sur l’ADNr et sur la façon dont il peut affecter le développement des ribosomes et des protéines, de nouveaux médicaments restent très prometteurs pour traiter non seulement le vieillissement, mais aussi des maladies délétères comme le cancer et les troubles neurologiques. 

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