RIBOSOMES
Carte mentale
Élargissez votre recherche dans Universalis
Les protéines, qui façonnent le phénotype de tout organisme et en sont des unités fonctionnelles (enzymes), sont synthétisées au cours de réactions matricielles hautement spécifiques. Les instructions pour la synthèse de chaque protéine sont transférées d'abord de l'ADN, source de l'information génétique, à l'ARN messager ou ARNm (transcription), et puis de cet ARNm à la chaîne polypeptidique (traduction) qui va constituer la protéine. Au cours de cette expression génétique, le message héréditaire, inscrit dans la séquence des désoxyribonucléotides, subit une double conversion : il se voit finalement reproduit dans la séquence des acides aminés des protéines puisque, selon le code génétique, chaque triplet de nucléotides correspond à un acide aminé. La fidélité de l'expression des gènes est confiée aux ribosomes : en effet, c'est à ces particules que l'ARNm transmet le message issu du génome.
Description et physiologie du cytoplasme cellulaire.Sous la membrane cellulaire se trouve le cytoplasme, combinant organites et hytaloplasme, où se réalisent diverses opérations métaboliques.Le centrosome est un organite propre aux cellules animales composé de deux centrioles. Il joue un...
Crédits : Planeta Actimedia S.A.© Encyclopædia Universalis France pour la version française.
La synthèse protéique est un processus complexe, auquel participent non seulement l'ARNm et le ribosome, mais aussi les ARNt et une série de facteurs cytoplasmiques catalysant l'une ou l'autre étape du schéma de polymérisation. Dans la mesure où le ribosome porte les sites d'attachement de tous ces facteurs, il va ainsi accomplir des fonctions multiples. Une complexité non moins certaine se situe au niveau des processus biosynthétiques qui sont à l'origine des différents constituants ribosomaux et dans leur assemblage au cours de la croissance cellulaire.
Nous décrirons d'abord la structure, les fonctions et la genèse des ribosomes des bactéries (cellules procaryotes). La deuxième partie de cet article est consacrée aux ribosomes du cytoplasme de la cellule eucaryote et aux particules ribosomales que renferment certains de ces organites cytoplasmiques (mitochondries et chloroplastes).
L'appareil de traduction des procaryotes
Structure du ribosome bactérien
Une cellule bactérienne possède environ 20 000 ribosomes, qui sont libres dans le cytoplasme ou ancrés à la membrane cytoplasmique. Ces particules ont un coefficient de sédimentation d'environ 70 unités Svedberg (70 S = 2,65 × 106 daltons). Elles sont composées d'une grande sous-unité (50 S = 1,5 × 106 Da) et d'une petite sous-unité (30 S = 0,9 × 106 Da). Une dissociation des particules 70 S en sous-unités se produit naturellement lorsque prend fin la fonction traductionnelle exercée par le ribosome lié à l'ARNm, donc à la terminaison des chaînes polypeptidiques. Elle peut être réalisée artificiellement au laboratoire dans certaines conditions expérimentales : les sous-unités sont alors séparées par centrifugation en gradients de densité.
Les ribosomes des procaryotes (bactéries et cyanophycées) sont constitués de 60 p. 100 d'ARNr et de 40 p. 100 de protéines ribosomales (protéines r) : on y retrouve trois types d'ARNr et 52 protéines. La sous-unité 30 S renferme une molécule d'ARNr 16 S et les protéines S 1 à S 21. La sous-unité 50 S contient un ARNr 5 S, un ARNr 23 S, ainsi que les protéines L 1 à L 34. Les 3 ARNr diffèrent dans leur taille, la séquence de leurs nucléotides et leur structure tridimensionnelle. Les protéines r sont uniques, excepté les deux dimères L 7/L 12 et le couple L 26−S 20. Les protéines ribosomales peuvent être séparées par électrophorèse bidimensionnelle. Elles ont des tailles comprises entre 10 000 et 30 000 daltons, excepté la protéine S 1 (65 000). Le fractionnement des ARNr est réalisé par électrophorèse ou par chromatographie sur colonne.
Les ARNr représentent environ 80 p. 100 de l'ARN total extrait d'une bactérie. Les trois types d'ARNr d'Escherichia coli ont été entièrement séquencés. Ces études ont montré la présence de régions complémentaires permettant la formation de « bras » bicaténaires par les appariements des bases G-C et A-U : ces bras séparent des boucles monocaténaires. Il en découle que chaque ARNr possède, au sein de la particule ribosomale, une structure tridimensionnelle propre. La comparaison des structures des ARN 5 S issus de différentes bactéries a permis de préciser la position taxonomique d'organismes nouvellement isolés et de tracer l'évolution des espèces étudiées.
Structure primaire de l'ARNr de la petite sous-unité ribosomale bactérienne. L'établissement de la séquence en bases de l'ARNr 16S a permis l'élaboration d'une structure complexe formée par des « boucles » monocaténaires et des « tiges » bicaténaires (appariement A-U et G-C par...
Crédits : Encyclopædia Universalis France
L'analyse par ordinate [...]
1
2
3
4
5
…
pour nos abonnés,
l’article se compose de 8 pages
La suite de cet article est accessible aux abonnés
- Des contenus variés, complets et fiables
- Accessible sur tous les écrans
- Pas de publicité
Déjà abonné ? Se connecter
Écrit par :
- Carlo COCITO : professeur de microbiologie et de génétique moléculaire à la faculté de médecine, université de Louvain
Classification
Autres références
« RIBOSOMES » est également traité dans :
ARCHÉES ASGARD
Dans le chapitre « La métagénomique et la diversité des archées » : […] Depuis les années 2000, notre connaissance de la diversité microbienne a été bouleversée par les approches dites de « métagénomique ». La possibilité de séquencer massivement tout l’ADN présent dans un environnement donné à moindre coût grâce à la technique du séquençage à haut débit a permis de reconstituer, par des méthodes informatiques, les génomes d’organismes que l’on n’avait encore jamais […] Lire la suite
CELLULE - L'organisation
Dans le chapitre « Complexes nucléoprotéiques » : […] Les complexes nucléoprotéiques sont formés par l'association d'une ou plusieurs chaînes d' ARN simple brin à des protéines, c'est le cas des ribosomes, ou par l'assemblage d'une molécule d'ADN double brin à des histones, c'est le cas des nucléofilaments chromosomiques des eucaryotes. Un ribosome de colibacille est constitué de deux sous-unités de taille inégale : la petite et la grosse (fig. 6c). […] Lire la suite
ÉPIGÉNÉTIQUE
Dans le chapitre « Les ARN non codants » : […] Un troisième mécanisme épigénétique utilise les propriétés d’interactions d’ ARN « non codants ». Les approches de séquençage à haut débit montrent que, si 90 p. 100 de l’ADN de notre génome est transcrit en ARN, moins de 5 p. 100 des ARNm ainsi transcrits sont traduits en protéines. La famille des ARN « non codants » regroupe des molécules aux fonctions très différentes tels les ARNr (ribosomiqu […] Lire la suite
GÉNÉTIQUE
Dans le chapitre « La traduction des ARN messagers, le code génétique » : […] La traduction d'un ARN messager en protéine débute au niveau d'un codon méthionine AUG (U = acide uridylique ; équivalent du T au niveau de l'ARN) et se termine au niveau d'un codon « stop » qui peut être UAG, UGA ou UAA. Avant et après les codons d'initiation et de fin de la traduction se trouvent les régions respectivement 5′ et 3′ non codantes du messager, auxquelles correspondent dans l'ADN d […] Lire la suite
NUCLÉIQUES ACIDES
Dans le chapitre « Biosynthèse des ARN » : […] La synthèse de l'ARN, ou transcription , se fait au contact de l'ADN par formation de la chaîne complémentaire d'une des deux chaînes de l'ADN. La réaction peut être réalisée in vitro en mettant dans le milieu l'enzyme appelée ARN-polymérase, les quatre nucléosides triphosphates et un peu d'ADN dont une chaîne sera copiée sous forme d'ARN. In vivo , la synthèse d'ARN est précédée du déroulement d' […] Lire la suite
PLASTES
Dans le chapitre « Cartographie de l'ADN plastidial » : […] L'utilisation d'endonucléases et la séparation électrophorétique des fragments de restriction ont permis de mettre en évidence des séquences répétées de l'ADN chloroplastique. Ces régions contiennent les opérons ribosomiques. Chez la plupart des plantes supérieures et chez Chlamydomonas , on trouve deux régions répétées, arrangées en position inverse. De petites séquences répétées ont aussi été m […] Lire la suite
PRIX LASKER 2018
Dans le chapitre « Le prix Lasker-Koshland pour une réussite distinctive dans les sciences médicales » : […] Ce prix est attribué en 2018 à l’Américaine Joan Elaine Argetsinger Steitz, de l’université de Yale pour « quarante ans de leadership en recherche biomédicale – démontrée par ses découvertes fondamentales concernant la biologie des molécules d’ARN, son activité généreuse de tutelle des chercheurs émergents et son soutien fort et passionné porté à la cause des femmes en science ». Joan Steitz aura […] Lire la suite
PRIX NOBEL DE CHIMIE 2017
Dans le chapitre « L’invention d’une méthode de traitement d’image révolutionnaire » : […] Malgré les avancées spectaculaires d’Henderson et de quelques autres groupes, la cryoME n’est devenue une méthodologie courante de biologie structurale que depuis les années 2000. En effet, les protéines telles que la bactériorhodopsine sont des protéines particulières, capables de s’assembler naturellement en un réseau cristallin bidimensionnel. Cette propriété a permis aux chercheurs d’utiliser […] Lire la suite
PRIX NOBEL DE CHIMIE 2016
Le prix Nobel de chimie 2016 a été attribué au Français Jean-Pierre Sauvage, au Britannique James Fraser Stoddart et au Néerlandais Bernard Lucas Feringa pour leurs travaux sur la conception et la synthèse de machines moléculaires. Les machines moléculaires répondent à une question fondamentale : l’homme est-il capable de fabriquer des machines qui soient de la taille d’une molécule, c’est-à-dir […] Lire la suite
PROGRAMME GÉNÉTIQUE
Dans le chapitre « Le transfert d'information génétique au sein de la cellule » : […] Concrètement, le génome est un ensemble de molécules d'acide désoxyribonucléique, ou ADN (quarante-six molécules chez l'homme). L'ADN est une macromolécule constituée par l'enchaînement de nucléotides, lesquels sont composés d'un sucre, le désoxyribose, et d'une base . Il n'existe que quatre bases différentes : l'adénine, la thymine, la guanine et la cytosine, notées A, T, G et C. C'est l'ordre d' […] Lire la suite
Voir aussi
- ARN DE TRANSFERT ou ARNt
- ARN MESSAGER ou ARNm
- ARN RIBOSOMIQUE ou ARNr
- CODON biologie moléculaire
- CYTOPLASME
- ÉLONGATION biologie moléculaire
- ESCHERICHIA COLI ou COLIBACILLE
- EUCARYOTES
- EXON
- EXPRESSION GÉNÉTIQUE
- FORMYL
- GÈNES EN MOSAÏQUE
- GÉNOME
- INITIATION biologie moléculaire
- INTRON
- MÉTHIONINE
- OPÉRON
- ORGANITES CELLULAIRES
- CHAÎNE PEPTIDIQUE
- LIAISON PEPTIDIQUE
Pour citer l’article
Carlo COCITO, « RIBOSOMES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 05 février 2023. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/ribosomes/