Acide ribonucléique de transfert - Définition

Introduction

L'acide ribonucléique de transfert, ou ARN de transfert ou ARNt, est un court ARN, long de 70 à 100 nucléotides, qui intervient lors de la synthèse des protéines dans la cellule. Ce sont des intermédiaires clés dans la traduction du message génétique et dans la lecture du code génétique. Ils apportent les acides aminés au ribosome, la machine cellulaire responsable de l'assemblage des protéines à partir de l'information génétique contenue dans l'ARN messager. Les cellules vivantes contiennent quelques dizaines de sortes d'ARNt, chacune d'elle étant spécifique de l'un des acides aminés.

Rôle dans la traduction du message génétique

Figure 1 : Schéma de l'ARN_t : α,anti-codon (3 nucleotides) ; β,site de fixation de l'acide aminé ; γ, boucle variable ; δ, branche D ; τ, Branche T ; A, Boucle de l'anticodon ; D, Boucle D ; T, Boucle T

Les ARNt sont des acides ribonucléiques simple-brin, longs d'environ 70 à 100 nucléotides, que l'on trouve dans le cytoplasme ou dans les organites des cellules vivantes. Ce sont des ARN non-codants, transcrits à partir de gènes codés dans le génome. Ils se replient pour adopter une structure complexe comportant plusieurs tiges-boucles.

Leur fonction dans la cellule est d'assurer la correspondance entre l'information génétique portée par l'ARN messager et les acides aminés contenus dans la protéine codée par cet ARN messager (ARNm). Ils sont les acteurs clés de la traduction du code génétique. Les ARNt portent l'un des 20 acides aminés attaché par une liaison ester à leur extrémité 3'-OH (β sur la figure 1) et transportent celui-ci au ribosome. Trois des nucléotides de chaque ARNt forment un anticodon (α sur la figure 1) spécifique de l'acide aminé. L'anticodon s'apparie au codon sur l'ARN messager assurant ainsi la correspondance entre codon et acide-aminé, conformément au code génétique.

L'interaction codon-anticodon s'effectue dans le ribosome qui vérifie la complémentarité des bases de l'ARNm et de l'ARNt. Lorsque celle-ci est réalisée, le ribosome catalyse l'allongement de la chaîne protéique en cours de synthèse (réaction de transpeptidation) et avance sur l'ARN messager.

Une fois que l'ARNt a été utilisé par le ribosome, il ne porte plus d'acide aminé à son extrémité 3'-OH. Il est alors rechargé par une enzyme spécifique, appelée aminoacyl-ARNt synthétase, qui catalyse l'estérification de l'acide aminé spécifique. Il existe en général 20 aminoacyl-ARNt synthétases, une pour chaque acide aminé.

Synthèse

Les ARNt sont synthétisés par transcription à partir de gènes situés dans l'ADN génomique. Chez les bactéries, on trouve fréquemment plusieurs ARNt regroupés sous forme d'opérons qui sont transcrits sous forme d'un seul précurseur qui est ensuite clivé. Chez les eucaryotes, les ARNt sont spécifiquement transcrits par l'ARN polymérase III.

Le transcrit primaire est en général maturé par un certain nombre d'enzymes, qui clivent les extrémités. La ribonucléase P mature l'extrémité 5', et plusieurs ribonucléases sont impliquées dans la maturation du côté 3'. Une enzyme spécifique, l'ARNt nucléotidyl-tranférase ou "CCAse" intervient ensuite pour ajouter ou réparer l'extrémité 3' qui se termine par la séquence CCA.

Les ARNt subissent alors plusieurs étapes de modifications de nucléotides et éventuellement l'épissage d'introns que l'on observe parfois dans certains ARNt eucaryotes..