Les protéines et les acides nucléiques

Les protéines sont construites par une action complexe bleu-imprimée et réalisée par les acides nucléiques acide désoxyribonucléique (ADN) et acide ribonucléique (ARN). Le processus est connu sous le nom de biosynthèse des protéines et implique la construction de chaînes protéiques à partir d’acides aminés individuels dans une séquence particulière.

Les acides aminés sont soit produits par l’organisme, soit ingérés dans l’alimentation. Ils sont classés en trois groupes différents: essentiels, non essentiels et conditionnellement essentiels. Cependant, ces catégories ont été créées dans la première moitié du XIXe siècle et, bien que toujours utilisées pour distinguer les différents blocs constitutifs des protéines, ne sont pas particulièrement bien nommées. Les études actuelles ont tendance à examiner chaque acide aminé en termes de fonction, de source nutritionnelle et de valeur.

Acides Aminés Essentiels (Acides Aminés Indispensables)

Les neuf acides aminés essentiels doivent provenir de sources alimentaires. Ce sont l’histidine, l’isoleucine, la leucine, la lysine, la méthionine, la phénylalanine, la thréonine, le tryptophane et la valine. Cependant, il est maintenant devenu clair que la méthionine, la leucine, l’isoleucine, la valine et la phénylanine peuvent être synthétisées par l’organisme à partir de molécules analogiques si nécessaire.

Acides aminés non essentiels (Acides aminés dispensables)

Les onze acides aminés non essentiels sont principalement produits dans le corps. Chez l’homme, il s’agit de l’alanine, de l’asparagine, de l’acide aspartique, de la cystéine, de l’acide glutamique, de la glutamine, de la glycine, de l’ornithine, de la proline, de la sérine et de la tyrosine. Certains d’entre eux dépendent de la disponibilité d’acides aminés essentiels dans l’alimentation qui agissent comme précurseurs de formes non essentielles.

Acides aminés conditionnellement essentiels

Les acides aminés conditionnellement essentiels sont regroupés pour définir un manque potentiel dans l’environnement cellulaire dû à une mauvaise alimentation ou à un état physique dans lequel des quantités accrues de ces acides aminés habituellement non essentiels sont nécessaires, comme pendant l’enfance, la grossesse et la maladie. Ce groupe comprend l’arginine, la cystéine, la glutamine, la tyrosine, la glycine, l’ornithine, la proline et la sérine; l’arginine est essentielle pour les jeunes, mais n’est plus nécessaire après la fin de la période de développement. Il est donc considéré comme « conditionnellement » essentiel.

Sélénocystéine et pyrrolysine

La sélénocystéine et la pyrrolysine ne sont généralement pas incluses dans la liste actuelle de vingt acides aminés. En fait, il y a vingt-deux acides aminés et non vingt comme on le pensait auparavant. En effet, non seulement ces deux acides aminés se trouvent en très petites quantités, mais ils ne sont pas utilisés pour synthétiser des protéines. Au lieu de cela, ils fonctionnent comme des signaux d’arrêt de codon.

Structure des acides aminés

Tous les acides aminés ont un atome de carbone alpha central sur lequel est lié un groupe carboxyle (COOH), un atome d’hydrogène (H), un groupe amine (NH2) et une chaîne latérale radicalaire fonctionnelle et variable qui définit de quel acide aminé il s’agit. La forme la plus basique d’acide aminé est la glycine (C2H5NO2), qui a une chaîne latérale constituée d’un seul atome d’hydrogène, comme illustré ci-dessous.

Alternativement, le tryptophane (C11H12N2O2) est le plus grand acide aminé. Cette molécule complexe peut être vue ci-dessous.

Rôle des protéines

La vie ne serait pas possible sans protéines. Ils jouent un rôle essentiel dans chaque organisme vivant. Chaque anticorps, enzyme et messager chimique est créé à partir de protéines. Les protéines sont également nécessaires pour fournir, entretenir et réparer le cadre et la structure anatomiques, du niveau cellulaire jusqu’à celui du système musculo-squelettique. Ils agissent comme des molécules de liaison et des molécules porteuses permettant le transport et le stockage des atomes et des molécules dans tout le corps. Ils décomposent les composés plus gros en déchets, sont responsables des ingrédients de la reproduction, régulent l’homéostasie et le métabolisme, maintiennent les valeurs de pH et l’équilibre hydrique et fournissent de l’énergie. Chaque protéine est la combinaison d’une séquence spécifique d’acides aminés, construite selon le plan contenu dans l’ADN. Ce code doit être extrait, décodé et transporté vers des unités de fabrication de protéines cellulaires appelées ribosomes par diverses formes d’acide ribonucléique.

La formation de protéines via des acides nucléiques – Expression génique

Le processus d’expression génique est une combinaison de transcription et de traduction, où une séquence de code d’ADN fournit les informations nécessaires à la construction d’une nouvelle molécule protéique à partir de matériaux cellulaires disponibles.

La transcription se compose de trois phases. Au cours de l’initiation, l’ARN polymérase (une enzyme) se fixe à une séquence « promotrice » qui indique le début de la section du gène à copier. Liée au promoteur, l’ARN polymérase coupe les liaisons hydrogène faibles entre chaque paire de bases azotées et dézips essentiellement le double brin d’ADN. L’élongation est l’étape suivante, où les nucléotides d’ARN fournissent des appariements de bases azotées appropriés. Par exemple, si la séquence d’ADN est constituée des bases adénine, thymine, guanine, adénine, cytosine, thymine (TGACT), la copie d’ARN de cette séquence mettra en œuvre l’adénine, la cytosine, l’uracile, la guanine, l’adénine (ACUGA). La phase finale de la transcription est la terminaison qui, comme son nom l’indique, est la fin du processus. Guidé par une séquence terminatrice sur l’ADN, le brin d’ARN nouvellement fabriqué se détache de l’ADN.

Le brin d’ADN copié résultant est appelé ARN messager. Ce brin a une extrémité de chapeau et de queue distinctive et est reconnu par des complexes de pores dans le noyau, qui lui permettent de quitter le noyau et d’entrer dans le cytoplasme.

L’ARN de transfert (ARNt) est principalement situé dans le cytoplasme cellulaire. En présence d’ARNm, l’ARNt se lie à un acide aminé libre singulier. De quel acide aminé il s’agit, est régulé par la séquence des trois bases azotées de chaque ARNt, autrement connu sous le nom de codon. Les sous-unités de ribosomes se lient maintenant au début du brin d’ARNm. Les ribosomes fournissent le cadre sur lequel les codons d’ARNt correspondent à chaque ensemble de trois bases azotées sur l’ARNm. Cela crée une chaîne séquencée d’acides aminés – une protéine – créée selon une recette spécifique fournie à l’origine par l’ADN. Un codon stop indique la fin du processus de traduction, où un code génétique est traduit en une protéine.