Structure de l'ARN

La flexibilité structurale de l'ARN lui permet une activité catalytique

On a longtemps cru que les protéines étaient les seules biomolécules douées d'activité enzymatique. Ceci a été remis en cause par la découverte d'ARN possédant une activité catalytique. La faible diversité des bases de l'ARN (4 nucléotides contre 20 acides aminés pour les protéines) est compensée en partie par sa grande souplesse structurale qui lui permet d'établir des conformations complexes, nécessaires à la catalyse enzymatique. En fait l'ARN possède beaucoup d'atouts lui permettant d'avoir une activité catalytique appréciable, atouts que l'on retrouve pour la plupart dans les protéines :

• - Structuration en domaines
  
  
• - Repliement tridimensionnel complexe
  
  
• - Capacité à fixer des ligands variés ( Aptamères )
  
  
• - Affinité particulière pour les analogues d'états de transition
  
  
• - Fixation spécifique d'ions métalliques
  
  

Le terme ribozyme désigne donc les ARNs possédant une activité enzymatique, bien que beaucoup de ribozymes naturels ne catalysent qu'une fois leur réaction spécifique et donc ne sont pas en tant que tel des vraies enzymes. Les ribozymes naturels ne sont pas très nombreux et se cantonnent généralement à des réactions de clivage / ligation sur les acides nucléiques. Néanmoins ils fournissent la base de travail pour l'élaboration de ribozymes artificiels in vitro qui, s'ils n'atteignent pas une complexité structurale comparable à celle des ribozymes naturels, et donc n'atteignent pas non plus leur efficacité, permettent d'élargir le répertoire des activités catalytiques des ribozymes ( 1 ).

Origine	Type	Réactions Catalysées	Efficacité*
Naturelle	Introns de Groupe I / II ARN L19	Clivage - Ligation ARN ADN Nucléase - Ligase	109 - 1013 1010 - 1011 1010
	Ribonucléase P ( RNAse P )	Clivage de l'ARN	105 - 106
	Petits Rybozymes Nucléolytiques	Clivage de l'ARN	105 - 106
Artificielle	Ribozymes artificiels	Clivage Ligation Phosphorylation d'ARN Acylation Isomerisation (Biphenyl) Metalation (Porphyrine)	102 - 103 106 - 109 107 - 109 103 102 103

^*L'efficacité est exprimée par k_cat / k₀ où k₀ est exprimé en min^-1 M^-1 et k_cat est exprimé en min^-1.

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