ADN
Acide désoxyribonucléique. Substance chimique dont sont constitués les →gènes.
ARN
Acide ribonucléique. →ARNm, →ARNr, →ARNsi, →ARNt.
ARNm
ARN messager. Copie simple brin d'un →gène, qui porte le plan directeur de la synthèse des →protéines.
ARNr
ARN ribosomique, constituant des →ribosomes.
ARNsi
De l'anglais: «small interfering». Courts segments d' →ARN qui se lient à l' →ARNm et régulent l'activité des gènes par le mécanisme de l' →interférence de l'ARN.
ARNt
ARN de transfert. →ARN lié à l'un des vingt →acides aminés différents, qui se lie avec son →anticodon à un →codon sur l' →ARNm et assure ainsi l'incorporation correcte de l'acide aminé correspondant dans la →protéine en formation.
Gène
Segment sur l' →ADN, qui contient l'information nécessaire à la production d'un →ARN. La plupart des ARN servent de plan directeur de la synthèse des →protéines. Les gènes sont les fondements de l'hérédité.
Noyau cellulaire
Région entourée d'une enveloppe à l'intérieur des cellules des animaux et des plantes, qui renferme le matériel génétique.
Polymérase
→Enzyme qui rend possible la synthèse de molécules d' →ADN ou d' →ARN.

1 Recherche

1.3 Transcriptomique

Puce à ADN
Pour analyser le transcriptome, on recourt à la technologie de la puce à ADN (également appelée «microarray»). Chaque gène est représenté sur une petite plaque de verre sous la forme d'un fragment d'ADN simple brin. On verse alors un liquide - extrait par exemple d'un fragment de tissu hépatique - sur la plaque. Ce liquide contient l'ensemble des ARNm de la cellule hépatique. Les ARNm hépatiques s'apparient aussitôt avec les gènes correspondants. Les gènes de la plaque qui restent libres n'ont pas été transcrits en ARNm dans les cellules hépatiques au moment de leur prélèvement. Ils apparaissent en noir sur la puce. La comparaison des gènes actifs au moment de l'administration d'un médicament est quelque chose de passionnant. On élabore une puce avant et après la prise du médicament et l'on procède à une comparaison sur ordinateur. Les gènes qui avaient déjà été transcrits en ARNm avant la prise du médicament sont marqués en rouge, les gènes nouvellement actifs apparaissent en vert, et les gènes actifs avant et après brillent en jaune.
Puce à ADN

«Quand même curieux! Nous avons le même nombre de gènes que la souris.» Imad regarde son camarade d'un air interrogateur. Marcel approuve: «Oui, étonnant! Mais également fascinant », réplique-t-il. «Impressionnant, tout ce qui se passe avec les gènes qui sont lus: découpés, puis recollés sur le chemin de l'usine à protéines. Ou simplement capturés et détruits! Super, que tout fonctionne dans nos cellules!» Imad se lève. «Hé! heureusement que mes cellules fabriquent les bonnes protéines. Sinon, ma glycémie se mettrait à déraper. Ou imagine: malgré tous nos efforts, nous ne fabriquerions plus de nouveaux muscles!»

Pour que la protéine correspondant à un gène donné puisse être synthétisée, elle doit d'abord être copiée en une substance appelée ARN. Pour cela, la cellule dispose d'outils spécifiques. Ce processus porte le nom de transcription et est assuré par une enzyme, la polymérase. Pour que la polymérase détecte un gène sur la chaîne d'ADN longue de deux mètres, chaque gène commence par une séquence d'initiation et se termine par une séquence d'arrêt.

Le monde de l'ARN: complexe, dynamique ...
Le terme de transcriptome désigne tous les ARN d'une cellule. Contrairement au génome, le transcriptome est multiple et dynamique: alors que chaque cellule de l'organisme possède le même génome, le transcriptome d'une cellule du foie ou celui d'une cellule du cerveau sont radicalement différents. Dans les deux types de cellules, ce sont des gènes différents qui sont activés. Les ARN présents dans la cellule varient donc fortement. Mais cela ne suffit pas: le monde de l'ARN est encore plus complexe. Alors qu'il n'existe qu'une sorte d'ADN dans le génome, l'ARN se divise en différents types. La copie du gène porte le qualificatif d'ARNm, «m» voulant dire «messager». Comme un messager, en effet, il s'empresse de quitter le noyau cellulaire et sert de plan directeur de la protéine dans l'usine à protéines. Mais il existe aussi d'autres sortes d'ARN, qui ne sont jamais transcrits en protéines. Font partie de ces ARN les ARN ribosomiques (ARNr) et les ARN de transfert (ARNt).

... et incontournable
La recherche découvre de plus en plus de sortes d'ARN. par exemple les ARNsi ou les ARNsn. ARNsn signifie «ARN small nuclear». Comme le dit leur nom, ils sont assez petits et logés à l'intérieur du noyau cellulaire. L'abréviation ARNsi signifie «ARN small interfering». Dans certaines conditions bien précises, ces ARN peuvent provoquer la destruction des ARNm. La découverte du monde des ARN n'est pas encore achevée. On ignore encore pour l'instant comment fait la cellule pour que les ARN adéquats remplissent en toutes circonstances leurs fonctions au bon endroit et dans la quantité qui convient. Mieux comprendre ces mécanismes de régulation - tel est l'un des défis qui se posent aux chercheurs.
Dirige ta souris vers les titres rouges!
Recherche - Transcriptomique
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1. Les messagers - l'ARNm
Toute cellule vivante copie des gènes en permanence et les transcrit en ARNm. Ce processus de la transcription se passe au sein du noyau cellulaire. Contrairement à l'ADN long de deux mètres, les molécules d'ARNm ne sont pas plus longues qu'un gène isolé. A partir d'un gène requis sont fabriquées de nombreuses copies d'ARNm qui migrent vers l'usine à protéines, le ribosome.
2. Réduire des gènes au silence - l'ARNsi
Les ARNsi exercent une fonction de contrôle et capturent certains ARNm. Ils forment des paires de bases sur l'ARNm avec les segments adéquats, ce qui bloque l'ARNm et finit par le détruire. Ce mécanisme porte le nom d'interférence de l'ARN. Les ARNsi peuvent donc réduire des gènes au silence.
3. Compagnon de l'ARNm - l'ARNsn
Les ARNsn aident les ARNm dans leur maturation. Car c'est seulement au début que les ARNm ont la même longueur que les gènes copiés. Ils sont ensuite modifiés lors du processus de l'épissage: les segments inutiles sont découpés. Les ARNsn forment à cet effet des structures complexes qui fixent l'ARNm à l'endroit qui convient et le coupent. Etant donné qu'il est possible de découper des segments différents, il existe plusieurs ARNm matures différents à partir d'un seul gène.
4. Composants de l'usine à protéines - l'ARNr
Les ARNr sont des éléments de l'usine à protéines, les ribosomes. Tous les êtres vivants possèdent des gènes codant des molécules d'ARNr. Celles-ci sont copiées en permanence afin que la cellule dispose de suffisamment de composants pour l'édification de nouvelles usines à protéines.
5. Les transporteurs d'acides aminés - l'ARNt
Les ARNt sont un type particulièrement raffiné d'ARN. Ils sont courbés à une extrémité de telles sorte que trois composants d'ARN font saillie. On les dénomme «anticodons». Il existe des ARNt présentant toutes les variations possibles à trois, par exemple AAG ou GCU. La base d'ARN «U» correspond au composant «T» dans l'ADN. Grâce à leur structure, les ARNt peuvent fixer un acide aminé à leur autre extrémité. Il existe vingt acides aminés différents. Ce sont les éléments à partir desquels sont élaborées toutes les protéines. Chaque molécule d'ARNt «harponne» l'acide aminé qui appartient à son code triplet; pour AAG, c'est la lysine et, pour GCU, l'alanine. C'est alors qu'intervient l'astuce décisive: l'anticodon peut se lier à trois bases adéquates sur l'ARNm, AAG s'arrime donc à un TTC sur l'ARNm. Ainsi le message présent sur l'ARNm peut-il être traduit fragment par fragment dans la séquence correcte d'acides aminés. Dans le ribosome, les acides aminés sont reliés les uns aux autres. La chaîne qui en résulte se replie pour former la protéine définitive.
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