Depuis le début de la pandémie de COVID-19, un terme revient sans cesse au-devant de l’actualité : l’ARN messager. Moins d’un an après le début de cette épidémie, cette molécule d’acides nucléiques a permis de créer rapidement des vaccins efficaces alors qu’il faut en moyenne une dizaine d’années pour un vaccin classique. Qu’est-ce qui se cache derrière cette molécule  ? Quel est son rôle au sein de la cellule  ? Comment fonctionnent ces vaccins dont tout le monde parle  ?
Article publié avec le soutien institutionnel de Moderna
La découverte de l’ARN messager
La découverte de l’ARN messager (ARNm) ou acide ribonucléique messager, ne date pas d’hier puisque dès les années 1960 des chercheurs de l’Institut Pasteur à Paris se sont demandé pourquoi tous les gènes portés par l’ADN ne sont pas tous exprimés en même temps. En d’autres termes, comment expliquer par exemple qu’une enzyme indispensable au métabolisme du sucre n’est synthétisée qu’en présence de cette substance ?

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Les travaux de François Jacob et de François Gros les amènent à mettre en évidence un mécanisme essentiel dans la synthèse des protéines : la régulation de l’expression génétique. Pour expliquer cette régulation, les chercheurs émettent l’hypothèse d’un ARN qu’ils nomment ARN messager jouant le rôle d’intermédiaire dans la synthèse des protéines.

Grâce à des expériences particulières d’ultracentrifugation sur des bactéries marquées au phosphore radioactif, les chercheurs ont pu prouver l’existence de l’ARN messager et sa complémentarité avec l’ADN, découvert en 1953 par Jim Watson et Francis Crick.

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Le rôle de l’ARN messager dans la synthèse des protéines
Le génome qui est l’ensemble des informations génétiques présentes dans chacun de nos chromosomes contient le plan de fabrication de toutes les protéines dont nous avons besoin pour vivre. Chaque protéine est codée par un court segment d’ADN appelé gène, c’est-à-dire par une petite portion de chromosome.

À la différence de l’ADN qui est une macromolécule bicaténaire, car formé de deux brins antiparallèles en double hélice, l’ARN est constitué d’un seul brin. On dit que l’ARN est monocaténaire. Chaque brin est constitué de quatre nucléotides dont la succession détermine le code génétique. Ces nucléotides sont pour l’ADN, l’adénine, la guanine, la thymine et la cytosine. L’uracile est spécifique à l’ARN où elle remplace la thymine.

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La transcription de l’ADN en ARN messager
L’ADN porteur de l’information génétique se trouve dans le noyau cellulaire bien protégé du reste de la cellule par la membrane nucléaire. Or, les structures cellulaires nommées ribosomes, impliquées dans la synthèse des protéines, se situent dans le cytoplasme de la cellule. C’est à ce stade qu’intervient l’ARN messager en tant qu’intermédiaire de la synthèse protéique. Il existe un ARN messager spécifique à la synthèse de chaque protéine.