C'est cette étape qui distingue la mise en œuvre de l'information génétique disponible dans les cellules telles que les eucaryotes et les procaryotes.
Interprétation de ce concept
Traduit de l'anglais, ce terme signifie "traitement, traitement". Le traitement est le processus de formation de molécules d'acide ribonucléique matures à partir de pré-ARN. En d'autres termes, il s'agit d'un ensemble de réactions qui conduisent à la transformation de produits primaires de transcription (pré-ARN de différents types) en molécules déjà fonctionnelles.
Quant au traitement de l'ARNr et de l'ARNt, il s'agit le plus souvent de couper les fragments en excès des extrémités des molécules. Si nous parlons d'ARNm, on peut noter ici que chez les eucaryotes, ce processus se déroule en plusieurs étapes.
Donc, après avoir déjà appris que le traitement est la transformation d'un transcrit primaire en une molécule d'ARN mature, il vaut la peine de passer à l'examen de ses caractéristiques.
Caractéristiques principales du concept à l'étude
Cela inclut les éléments suivants:
- modification des deux extrémités de la molécule et de l'ARN, au cours de laquelle des séquences nucléotidiques spécifiques leur sont attachées, montrant le lieu du début(fin de) diffusion;
- épissage - couper les séquences d'acide ribonucléique non informatives qui correspondent aux introns d'ADN.
Comme pour les procaryotes, leur ARNm n'est pas sujet au traitement. Il a la capacité de fonctionner immédiatement après la fin de la synthèse.
Où se déroule le processus en question ?
Dans tout organisme, le traitement de l'ARN a lieu dans le noyau. Elle est réalisée au moyen d'enzymes spéciales (leur groupe) pour chaque type de molécule. Les produits de traduction tels que les polypeptides qui sont directement lus à partir de l'ARNm peuvent également être traités. Les molécules dites précurseurs de la plupart des protéines - collagène, immunoglobulines, enzymes digestives, certaines hormones - subissent ces changements, après quoi leur véritable fonctionnement dans le corps commence.
Nous avons déjà appris que le traitement est le processus de formation d'ARN mature à partir de pré-ARN. Maintenant, cela vaut la peine de se plonger dans la nature de l'acide ribonucléique lui-même.
ARN: nature chimique
Il s'agit d'un acide ribonucléique, qui est un copolymère de pyrimidine et de ribonucléitides puriques, qui sont reliés entre eux, comme dans l'ADN, par des ponts 3' - 5'-phosphodiester.
Malgré le fait que ces 2 types de molécules soient similaires, elles diffèrent sur plusieurs points.
Caractéristiques distinctives de l'ARN et de l'ADN
Premièrement, l'acide ribonucléique a un résidu de carbone, auquel la pyrimidine et la purinebases, groupes phosphate - ribose, tandis que l'ADN contient du 2'-désoxyribose.
Deuxièmement, les composants de la pyrimidine diffèrent également. Des composants similaires sont les nucléotides de l'adénine, de la cytosine et de la guanine. L'ARN contient de l'uracile au lieu de la thymine.
Troisièmement, l'ARN a une structure à 1 brin, tandis que l'ADN est une molécule à 2 brins. Mais le brin d'acide ribonucléique contient des régions de polarité opposée (séquence complémentaire) qui permettent à son brin unique de se replier et de former des "épingles à cheveux" - des structures dotées de caractéristiques à 2 brins (comme le montre la figure ci-dessus).
Quatrièmement, étant donné que l'ARN est un simple brin complémentaire d'un seul des brins d'ADN, la guanine ne doit pas nécessairement y être présente dans la même teneur que la cytosine et l'adénine comme l'uracile.
Cinquièmement, l'ARN peut être hydrolysé avec un alcali en diesters cycliques 2', 3' de mononucléotides. Le rôle de produit intermédiaire dans l'hydrolyse est joué par le 2', 3', 5-triester, qui est incapable de se former au cours d'un processus similaire pour l'ADN en raison de l'absence de groupes 2'-hydroxyle dans celui-ci. Par rapport à l'ADN, la labilité alcaline de l'acide ribonucléique est une propriété utile à des fins diagnostiques et analytiques.
L'information contenue dans l'ARN à un brin est généralement réalisée sous la forme d'une séquence de bases pyrimidiques et puriques, en d'autres termes, sous la forme de la structure primaire de la chaîne polymère.
Cette séquencecomplémentaire de la chaîne génique (codante) à partir de laquelle l'ARN est « lu ». En raison de cette propriété, une molécule d'acide ribonucléique peut se lier spécifiquement à un brin codant, mais est incapable de le faire avec un brin d'ADN non codant. La séquence d'ARN, à l'exception du remplacement de T par U, est similaire à celle du brin non codant du gène.
Types d'ARN
Presque tous sont impliqués dans un processus tel que la biosynthèse des protéines. Les types d'ARN suivants sont connus:
- Matrice (ARNm). Ce sont des molécules d'acide ribonucléique cytoplasmique qui agissent comme modèles pour la synthèse des protéines.
- Ribosomal (ARNr). Il s'agit d'une molécule d'ARN cytoplasmique qui agit comme des composants structurels tels que les ribosomes (organites impliqués dans la synthèse des protéines).
- Transport (ARNt). Ce sont des molécules d'acides ribonucléiques de transport qui participent à la traduction (traduction) de l'information de l'ARNm en une séquence d'acides aminés déjà présente dans les protéines.
Une partie importante de l'ARN sous forme de 1ers transcrits, qui sont formés dans les cellules eucaryotes, y compris les cellules de mammifères, est soumise au processus de dégradation dans le noyau et ne joue pas de rôle informationnel ou structurel dans le cytoplasme.
Dans les cellules humaines (cultivées), une classe de petits acides ribonucléiques nucléaires a été trouvée, qui ne sont pas directement impliqués dans la synthèse des protéines, mais affectent le traitement de l'ARN, ainsi que "l'architecture" cellulaire globale. Leurs tailles varient, ils contiennent de 90 à 300 nucléotides.
L'acide ribonucléique est le principal matériel génétique deun certain nombre de virus végétaux et animaux. Certains virus à ARN ne passent jamais par la transcription inverse de l'ARN en ADN. Mais encore, de nombreux virus animaux, par exemple les rétrovirus, sont caractérisés par une traduction inverse de leur génome à ARN, dirigée par la transcriptase inverse ARN-dépendante (ADN polymérase) avec formation d'une copie d'ADN à 2 brins. Dans la plupart des cas, le transcrit d'ADN à 2 brins émergent est introduit dans le génome, permettant en outre l'expression de gènes viraux et la production de nouvelles copies de génomes d'ARN (également viraux).
Modifications post-transcriptionnelles de l'acide ribonucléique
Ses molécules synthétisées avec des ARN polymérases sont toujours fonctionnellement inactives et agissent comme des précurseurs, à savoir des pré-ARN. Ils ne sont transformés en molécules déjà matures qu'après avoir passé les modifications post-transcriptionnelles appropriées de l'ARN - les étapes de sa maturation.
La formation de l'ARNm mature commence lors de la synthèse de l'ARN et de la polymérase II au stade de l'élongation. Déjà à l'extrémité 5' du brin d'ARN à croissance progressive est attaché par l'extrémité 5' du GTP, puis l'orthophosphate est clivé. De plus, la guanine est méthylée avec l'apparition de 7-méthyl-GTP. Un tel groupe spécial, qui fait partie de l'ARNm, est appelé un "cap" (chapeau ou capuchon).
Selon le type d'ARN (ribosomique, de transport, matrice, etc.), les précurseurs subissent diverses modifications séquentielles. Par exemple, les précurseurs d'ARNm subissent un épissage, une méthylation, un coiffage, une polyadénylation et parfois une édition.
Eucaryotes: totalfonction
La cellule eucaryote est le domaine des organismes vivants et elle contient le noyau. En plus des bactéries, des archées, tous les organismes sont nucléaires. Les plantes, les champignons, les animaux, y compris le groupe d'organismes appelés protistes, sont tous des organismes eucaryotes. Ils sont à la fois unicellulaires et multicellulaires, mais ils ont tous un plan commun de structure cellulaire. Il est généralement admis que ces organismes, si dissemblables, ont la même origine, c'est pourquoi le groupe nucléaire est perçu comme un taxon monophylétique de rang le plus élevé.
Selon des hypothèses communes, les eucaryotes sont apparus il y a 1,5 à 2 milliards d'années. Un rôle important dans leur évolution est donné à la symbiogenèse - la symbiose d'une cellule eucaryote qui avait un noyau capable de phagocytose et de bactéries avalées par elle - précurseurs des plastes et des mitochondries.
Procaryotes: caractéristiques générales
Ce sont des organismes vivants unicellulaires qui n'ont pas de noyau (formé), le reste des organites membranaires (interne). La seule grande molécule d'ADN circulaire à 2 brins qui contient la majeure partie du matériel génétique cellulaire est celle qui ne forme pas de complexe avec les protéines histones.
Les procaryotes comprennent les archées et les bactéries, y compris les cyanobactéries. Descendants de cellules non nucléaires - organites eucaryotes - plastes, mitochondries. Ils sont subdivisés en 2 taxons au sein du rang de domaine: Archaea et Bacteria.
Ces cellules n'ont pas d'enveloppe nucléaire, l'empaquetage de l'ADN se produit sans l'implication des histones. Le type de leur nutrition est osmotrophe et le matériel génétiquereprésenté par une molécule d'ADN, qui est fermée dans un anneau, et il n'y a qu'un seul réplicon. Les procaryotes ont des organites qui ont une structure membranaire.
La différence entre les eucaryotes et les procaryotes
La caractéristique fondamentale des cellules eucaryotes est associée à la présence d'un appareil génétique en elles, situé dans le noyau, où il est protégé par une coquille. Leur ADN est linéaire, associé à des protéines histones, autres protéines chromosomiques absentes chez les bactéries. En règle générale, 2 phases nucléaires sont présentes dans leur cycle de vie. L'un a un ensemble haploïde de chromosomes, puis fusionnant, 2 cellules haploïdes forment une cellule diploïde, qui contient déjà le 2ème ensemble de chromosomes. Il arrive aussi que lors de la division ultérieure, la cellule redevienne haploïde. Ce type de cycle de vie, ainsi que la diploïdie en général, n'est pas caractéristique des procaryotes.
La différence la plus intéressante est la présence d'organites spéciaux chez les eucaryotes, qui ont leur propre appareil génétique et se reproduisent par division. Ces structures sont entourées d'une membrane. Ces organites sont les plastides et les mitochondries. En termes d'activité vitale et de structure, ils sont étonnamment similaires aux bactéries. Cette circonstance a incité les scientifiques à penser qu'ils sont les descendants d'organismes bactériens qui sont entrés en symbiose avec des eucaryotes.
Les procaryotes ont peu d'organites, dont aucun n'est entouré d'une 2ème membrane. Il leur manque le réticulum endoplasmique, l'appareil de Golgi et les lysosomes.
Une autre différence importante entre les eucaryotes et les procaryotes est la présence du phénomène d'endocytose chez les eucaryotes, y compris la phagocytose chezla plupart des groupes. Cette dernière est la capacité de capter par confinement dans une bulle membranaire, puis de digérer diverses particules solides. Ce processus fournit la fonction de protection la plus importante dans le corps. La survenue d'une phagocytose est vraisemblablement due au fait que leurs cellules sont de taille moyenne. Les organismes procaryotes, en revanche, sont incommensurablement plus petits, c'est pourquoi au cours de l'évolution des eucaryotes, un besoin est apparu associé à l'approvisionnement de la cellule en quantité importante de nourriture. En conséquence, les premiers prédateurs mobiles sont apparus parmi eux.
La transformation comme l'une des étapes de la biosynthèse des protéines
C'est la deuxième étape qui commence après la transcription. Le traitement des protéines ne se produit que chez les eucaryotes. C'est la maturation de l'ARNm. Pour être précis, il s'agit de la suppression des régions qui ne codent pas pour une protéine et de l'ajout de contrôles.
Conclusion
Cet article décrit ce qu'est le traitement (biologie). Il indique également ce qu'est l'ARN, répertorie ses types et ses modifications post-transcriptionnelles. Les caractéristiques distinctives des eucaryotes et des procaryotes sont prises en compte.
Enfin, il convient de rappeler que le traitement est le processus de formation d'ARN mature à partir de pré-ARN.
