ARN
Types et fonctions de l’ARN
Parmi les nombreux types d’ARN, les trois plus connus et les plus étudiés sont l’ARN messager (ARNm), l’ARN de transfert (ARNt) et l’ARN ribosomal (ARNr), qui sont présents dans tous les organismes. Ces ARN et d’autres types d’ARN effectuent principalement des réactions biochimiques, comme les enzymes. Toutefois, certains d’entre eux ont également des fonctions de régulation complexes dans les cellules. En raison de leur implication dans de nombreux processus de régulation, de leur abondance et de leurs diverses fonctions, les ARN jouent des rôles importants tant dans les processus cellulaires normaux que dans les maladies.
Dans la synthèse des protéines, l’ARNm transporte les codes génétiques de l’ADN dans le noyau aux ribosomes, les sites de traduction des protéines dans le cytoplasme. Les ribosomes sont composés d’ARNr et de protéines. Les sous-unités protéiques des ribosomes sont codées par l’ARNr et sont synthétisées dans le nucléole. Une fois complètement assemblées, elles se déplacent vers le cytoplasme où, en tant que régulateurs clés de la traduction, elles « lisent » le code porté par l’ARNm. Une séquence de trois bases azotées dans l’ARNm spécifie l’incorporation d’un acide aminé spécifique dans la séquence qui constitue la protéine. Les molécules d’ARNt (parfois aussi appelé ARN soluble, ou activateur), qui contiennent moins de 100 nucléotides, apportent les acides aminés spécifiés aux ribosomes, où ils sont liés pour former des protéines.
En plus de l’ARNm, de l’ARNt et de l’ARNr, les ARN peuvent être largement divisés en ARN codants (ARNc) et en ARN non codants (ARNnc). Il existe deux types d’ARNnc, les ARNc domestiques (ARNt et ARNr) et les ARNc régulateurs, qui sont ensuite classés en fonction de leur taille. Les longs ARNnc (lncRNA) ont au moins 200 nucléotides, tandis que les petits ARNnc ont moins de 200 nucléotides. Les petits ARNnc sont subdivisés en micro ARN (miRNA), petit ARN nucléolaire (snoRNA), petit ARN nucléaire (snRNA), petit ARN interférant (siRNA) et ARN interagissant avec PIWI (piRNA).
Les miRNA revêtent une importance particulière. Ils ont une longueur d’environ 22 nucléotides et fonctionnent dans la régulation des gènes chez la plupart des eucaryotes. Ils peuvent inhiber (réduire au silence) l’expression des gènes en se liant à l’ARNm cible et en inhibant la traduction, empêchant ainsi la production de protéines fonctionnelles. De nombreux miARN jouent un rôle important dans le cancer et d’autres maladies. Par exemple, les miRNA suppresseurs de tumeurs et oncogènes (initiateurs de cancer) peuvent réguler des gènes cibles uniques, conduisant à la tumorigenèse et à la progression tumorale.
Les piRNA, qui ont une longueur d’environ 26 à 31 nucléotides et existent chez la plupart des animaux, ont également une importance fonctionnelle. Ils régulent l’expression des transposons (gènes sauteurs) en empêchant la transcription des gènes dans les cellules germinales (sperme et ovules). La plupart des ARNi sont complémentaires de différents transposons et peuvent cibler spécifiquement ces transposons.
L’ARN circulaire (ARN circ) est unique par rapport aux autres types d’ARN car ses extrémités 5′ et 3′ sont liées ensemble, créant une boucle. Les circRNA sont générés à partir de nombreux gènes codant pour des protéines, et certains peuvent servir de matrice pour la synthèse des protéines, comme l’ARNm. Ils peuvent également se lier aux miRNA, agissant comme des « éponges » qui empêchent les molécules de miRNA de se lier à leurs cibles. En outre, les circARN jouent un rôle important dans la régulation de la transcription et de l’épissage alternatif des gènes dont les circARN sont dérivés.