Le code génétique Biologie 122

Les gènes sont codés? Lorsque les biologistes ont commencé à suspecter que les instructions pour la synthèse de protéine étaient encodées dans l’ADN, ils ont trouvé un problème : il n’y a que 4 bases de nucléotides pour spécifier 20 acides aminés. Donc, le code génétique ne peut pas être un langage comme le chinois, où chaque symbole correspond à un mot.

Les gènes ont leur propre langage Si chaque nucléotide était traduit en un acide aminé, seulement 4 des 20 acides aminés pourraient être spécifiés. Est-ce qu’un langage avec seulement deux lettres nous suffirait? La séquence de base AG, par exemple, pourrait spécifier un acide aminé, et GT pourrait en spécifier un autre. Puisqu’il y a quatre bases d’azote, ceci nous donnerait 16 (en fait, 42) arrangements possibles, ce qui n’est pas encore assez pour tous les 20 acides aminés.

Les codons : des bases en triplets Des triplets de bases de nucléotides sont les plus petites unités de longueur uniforme qui peuvent coder pour tous les acides aminés. Si chaque arrangement de trois bases consécutives spécifient un acide aminé, il peut cependant avoir 64 (en fait, 43) arrangements possibles, ce qui est plus que le nécessaire pour spécifier tous les acides aminés. Des expériences ont vérifiés que le flux d’information de gène à protéine est, en fait, basé sur les codons en triplets.

Transcription de gènes Durant la transcription, le gène détermine les bases en séquences le long de la molécule d’ARNm. Pour chaque gène, seulement un brin d’ADN ou deux peut être transcrit. Ce brin est nommé le brin modèle parce qu’il fournit le modèle pour commander la séquence de nucléotides dans le transcrit d’ARN. Un brin d’ADN peut être le brin modèle pour certains gènes au long d’une molécule d’ADN, tandis que pour d’autres gènes dans d’autres régions, le brin complémentaire peut servir de modèle. À noter que, cependant, pour un gène, le même brin est utilisé comme modèle chaque fois qu’il est transcrit.

Brins modèle, complémentaire et ARNm Une molécule d’ARNm est complémentaire plutôt qu’identique à son modèle d’ADN, parce que les bases ARN sont assemblées sur le modèle selon les règles de paires de bases complémentaires. Comme un nouveau brin d’ADN, la molécule d’ARN est synthétisée en une direction antiparallèle au modèle de brin d’ADN. Les triplets ARNm sont appelés des codons, et sont habituellement écrits dans la direction 5’ à 3’. Le terme codon est aussi utilisé parfois pour les triplets de bases d’ADN au long du brin complémentaire (non-modèle). Ces codons sont complémentaires au brin modèle, et donc identiques en terme de séquence à l’ARNm, sauf qu’ils ont un T au lieu d’un U.

Brin codant Pour cette raison, le brin d’ADN complémentaire est parfois nommé le brin codant. Durant la traduction, une séquence de codons au long d’une molécule d’ARNm est décodée, ou traduit, en une séquence d’acides aminés composant une chaîne de polypeptide. Les codons sont lus dans la direction 5’ à 3’ au long de l’ARNm. Chaque codon spécifie lequel des 20 acides aminés sera incorporé dans la position correspondante dans un polypeptide. Puisque les codons sont des triplets de bases, le nombre de nucléotides composant le message génétique doit être 3 fois le nombre d’acides aminés composant la protéine (le produit).

Le dictionnaire du code génétique Il y a 64 codons. Trois codons ont la fonction de signal d’arrêt (Stop), ce qui indique la fin d’un message génétique. Le codon AUG est non seulement l’acide aminé méthionine (Met), mais possède aussi la fonction de signal de départ pour les ribosomes à commencer la traduction d’un ARNm à ce point.

Redondance dans le dictionnaire Il y a une redondance dans le code génétique, mais aucune ambiguïté. Par exemple, malgré que les deux codons GAA et GAG spécifient l’acide glutamique (redondance), ni un ni l’autre spécifiera d’autres acides aminés (aucune ambiguïté). La redondance dans un code n’est pas entièrement au hasard. Dans plusieurs cas, des codons qui sont synonymes pour un acide aminé particulier diffère seulement dans la troisième base du triplet.

Le code des triplets

Exemple de traduction