Acide ribonucléique ribosomique

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Structure atomique de la grande sous-unité 50S du ribosome.
Les protéines sont colorées en bleu et les ARN en orange. Le site actif, l'adénine 2486 est coloré en rouge

L'acide ribonucléique ribosomique (ARNr) est le constituant principal des ribosomes auxquels il donne leur nom (ribo-some, particule contenant de l'acide ribo-nucléique). Bien que parfois improprement appelé ARN ribosomal (anglicisme dérivé de son nom anglais : ribosomal RNA), le terme français officiel pour nommer cette molécule est ARN ribosomique.

Les différents ARNr sont à la fois l'ossature et le cœur du ribosome, un complexe ribonucléoprotéique (composé de protéines et d'ARN) servant à la traduction de l'information génétique codée sur un ARN messager (ARNm), lui-même issu de la transcription d'une portion du génome, à partir de laquelle il synthétise les protéines au sein de la cellule. En plus des ARNr, le ribosome est constitué d'une cinquantaine de protéines appelées protéines ribosomiques.

Les ARN ribosomiques ou ARNr sont eux-mêmes produits à partir de gènes codés dans l'ADN. Ils sont transcrits sous forme de précurseurs plus longs qui sont ensuite clivés pour donner les différents ARNr. Chez les eucaryotes, ce processus de maturation/clivage se déroule dans le nucléole. À partir des ribosomes situés dans le cytosol, les ARNr sont repliés sur eux-mêmes, formant une structure tridimensionnelle compacte. Cette structure protège les ARNr qui sont très stables, par opposition aux ARN messagers qui ont en général une durée de vie courte.

Les eucaryotes et les procaryotes ont des ARNr différents[modifier | modifier le code]

Chez les eucaryotes[modifier | modifier le code]

  • Grande sous-unité du ribosome (60S)  : elle est composée de 49 protéines plus
    • ARNr 28S (4800 nucléotides) pour les animaux et 25S pour les végétaux.
    • ARNr 5,8S (160 nucléotides) : Dans le ribosome, l'ARNr 5,8S est accroché au 28S
    • ARNr 5S (120 nucléotides) : il n'est pas accroché au 28S ni au 5,8S
  • Petite sous-unité du ribosome (40S) : composée de 33 protéines plus
    • ARNr 18S (1900 nucléotides)

Les ARNr 28S ; 5,8S et 18S sont synthétisés dans le nucléole tandis que l'ARN 5S est synthétisé à l'extérieur du nucléole, dans le nucléoplasme, mais toujours dans le noyau.

Chez les procaryotes[modifier | modifier le code]

  • Grande sous-unité du ribosome (50S) :
    • ARNr 23S (2 300 nucléotides).
    • ARNr 5S (120 nucléotides) : il n'est pas associé au grand ARNr.
  • Petite sous-unité du ribosome (30S) :

Fonctions des différents ARNr[modifier | modifier le code]

ARNr de la petite sous-unité (16S ou 18S)[modifier | modifier le code]

L'ARN de la petite sous-unité est impliqué dans la lecture de l'ARN messager. C'est lui qui vérifie que l'interaction entre le codon situé dans le site A du ribosome et l'anticodon de l'ARNt est correcte. L'ARN de la petite sous-unité est donc le contrôleur de la fidélité de la traduction du message génétique en protéine.

ARNr de la grande sous-unité (23S ou 28S)[modifier | modifier le code]

Le grand ARN de la grande sous-unité du ribosome est impliqué dans la formation des liaisons peptidiques. C'est lui qui est le catalyseur direct de la synthèse des protéines. Le centre actif du ribosome, appelé peptidyl-transférase, est constitué exclusivement d'ARNr. La structure cristallographique du ribosome a montré qu'il n'y avait pas de protéine à moins de 50 à 60 angstroems de ce site actif. L'ARNr de la grande sous-unité est donc un ribozyme.

ARNr et antibiotiques[modifier | modifier le code]

Les ARN ribosomiques bactériens (procaryotes) sont la cible de près de la moitié des antibiotiques utilisés en thérapeutique humaine ou vétérinaire. Ces antibiotiques, pour la plupart dérivés de produits naturels, agissent soit en bloquant la traduction, soit en faisant faire des erreurs au ribosome.

Principales familles d'antibiotiques agissant sur l'ARNr:

  • ARN 16S : aminoglycosides (gentamicine, amikacine, isépamycine), Tétracyclines, Phénicols. Ces antibiotiques agissent sur la fidélité de lecture du ribosome. En provoquant des erreurs, ils provoquent la synthèse de protéines anormales dont l'accumulation finit par être létale.
  • ARN 23S : Macrolides (érythromycine, azythromycine), Kétolides (télithromycine), oxazolidinones (linézolide). Ces antibiotiques agissent en perturbant la synthèse de la liaison peptidique.

ARN ribosomique et évolution[modifier | modifier le code]

L'ARN de la petite sous-unité du ribosome est une molécule dont la séquence est très utilisée pour faire des études de phylogénie au moyen d'outils bio-informatiques. On la trouve conservée dans l'ensemble des organismes vivants. En comparant les séquences du gène de cet ARN chez différentes espèces, il est possible d'évaluer leur parenté évolutive. La base de données du "Ribosomal database project" rdp.cme.msu.edu recense les séquences de l'ARN ribosomique 16S ou 18S de plus de 270 000 espèces vivantes. Ces données permettent de reconstituer un arbre phylogénétique des espèces.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  • P. Nissen, J. Hansen, N. Ban, P. B. Moore et T. A. Steitz, « The structural basis of ribosome activity in peptide bond synthesis », Science, vol. 289, pages 920-930, 2000.
  • G. Witzany, « Noncoding RNAs: Persistent Viral Agents as Modular Tools for Cellular Needs », Ann. N. Y. Acad. Sci., vol. 1178, pages 244-267, 2009.

Articles connexes[modifier | modifier le code]