La biosynthèse des protéines est le processus qui produit des protéines dans les cellules. Il commence dans le noyau et se termine dans le cytoplasme avec la création d’une nouvelle protéine. Il y a deux étapes à ce processus, qui sont la transcription et la traduction. Certaines personnes utilisent les termes biosynthèse des protéines et traduction de manière interchangeable, mais l’utilisation correcte de la biosynthèse des protéines fait référence à l’ensemble du processus, pas seulement à la traduction.
La transcription a lieu dans le noyau et est le processus par lequel des brins d’ARN sont créés sur la base de matrices d’ADN. Les gènes sont des longueurs de nucléotides trouvés le long des brins d’ADN qui fournissent les informations pour lesquelles la protéine doit être produite. Les acides aminés et les protéines sont de grosses molécules et ne se forment donc pas dans le noyau. Au lieu de cela, l’information génétique est transcrite en ARN, qui passe ensuite à travers les pores de la membrane nucléaire dans le cytoplasme de la cellule.
Il existe trois types différents de molécules d’ARN impliquées dans la biosynthèse des protéines. L’ARN messager (ARNm) est la matrice de la protéine à créer. Il porte l’information génétique transcrite qui indique à la cellule quels acides aminés doivent être attachés et dans quel ordre. L’ARN de transfert (ARNt) amène les acides aminés présents dans le cytoplasme à la chaîne protéique en croissance. L’ARN ribosomique (ARNr) comprend les deux lobes du ribosome, où se déroule l’étape de traduction de la biosynthèse des protéines.
L’ADN est composé de longues chaînes de seulement quatre nucléotides, mais il existe 20 acides aminés différents disponibles pour créer des protéines. Cela signifie qu’il n’y a pas de relation univoque entre les nucléotides et les acides aminés. Au lieu de cela, trois nucléotides, ou un codon, fournissent le code pour lequel l’acide aminé doit être joint à la chaîne. En conséquence, il existe 64 codons possibles, donc certains acides aminés correspondent à plusieurs codons différents.
Une fois la transcription terminée, les molécules d’ARN se préparent à effectuer la prochaine étape de la biosynthèse des protéines. L’ARNm se trouve dans la fente entre le grand et le petit lobe du ribosome, et trois nucléotides traversent le ribosome à la fois, de sorte que le codon de l’acide aminé est aligné avec l’acide aminé réel que l’ARNt transporte vers le ribosome.
L’ARNt a une forme distincte et est également spécifique de l’acide aminé qu’il transporte vers la chaîne protéique qui s’allonge. L’acide aminé se lie à une extrémité de la molécule d’ARNt, tandis que l’autre extrémité a trois nucléotides qui correspondent au codon trouvé sur la molécule d’ARNm. Cela permet à la molécule d’ARNt de se lier à la chaîne d’ARNm et d’être maintenue en place tandis que l’acide aminé qu’elle porte est joint à un autre acide aminé par une enzyme.
Pour former une protéine, les acides aminés continuent à être joints à la chaîne peptidique jusqu’à ce qu’un codon stop soit atteint. Le codon stop ne correspond pas à un acide aminé, mais signale plutôt que la chaîne protéique est terminée. À ce stade, l’ARNm est libéré du ribosome et est décomposé. Bien qu’une protéine ait été fabriquée, elle n’est généralement pas encore fonctionnelle. La biosynthèse des protéines est complète, mais la plupart des protéines subissent d’autres modifications avant d’être utilisées.