Code génétique
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30872753
2008-06-22T09:53:29Z
Sophos
205194
/* Codons */ Tableau 2: + code à 1 lettre
[[Image:Genetic code.svg|thumb|Code Génétique.]]
Le '''code génétique''' désigne le système de correspondance mis en jeu lors de la transformation de l'information génétique des [[gène]]s en [[protéines]], au cours du processus de [[traduction (biologie)|traduction]]. Les [[ribosome]]s traduisent ainsi, en suivant ce code, l'enchaînement des bases [[nucléotide|nucléotidiques]] de l'[[Acide ribonucléique|ARN]] en une séquence d'[[acide aminé|acides aminés]].
==Expression du génome==
La séquence des bases de l'[[Acide désoxyribo-nucléique|ADN]] est fréquemment comparée, par analogie, à la séquence des lettres d'un texte. La séquence prise en elle-même n'a aucun sens, si le lecteur n'en connaît pas le [[codage de caractères|code]], c’est-à-dire le [[langage]] utilisé.
Les mots du ''langage génétique'', appelés '''[[codon]]s''' sont des triplets de [[nucléotide]]s ([[adénine|A]], [[cytosine|C]], [[uracile|U]] ou [[guanine|G]]). Il existe 4³=64 combinaisons possibles de ces quatre lettres en triplets. Trois codons, parmi ces 64 codes possibles, signifient la fin de la traduction (codon ''[[codon-stop|stop]]''). Aux 61 autres codons ne correspondent que 20 acides aminés. Le code génétique est donc dit dégénéré ou redondant car un acide aminé est codé par plusieurs codons (on appelle ces codons « codons synonymes »). Ainsi, en moyenne une [[Mutation (génétique)|mutation génétique]] sur trois affectant une séquence d'ADN codante n'entraîne aucune modification de la protéine traduite.
Remarque : si un nucléotide avait codé pour un acide aminé, 20-4<sup>1</sup>=16 acides aminés n'auraient pas été codés. Si deux nucléotides avaient codé pour un acide aminé, le même problème aurait eu lieu pour 20-4²=4 acides aminés. Avec un système de codons de 3 nucléotides, il y a au contraire trop de combinaisons.
Ce code permet la [[synthèse des protéines| synthèse]] des [[protéine]]s. L'[[Acide désoxyribo-nucléique|ADN]] est [[transcription (biologie)|transcrit]] en [[Acide Ribo-Nucléique messager|ARN-messager]] (ARN<sub>m</sub>). Celui-ci est [[traduction (biologie)|traduit]] par les [[ribosome]]s qui assemblent les [[acide aminé|acides aminés]] présents sur des [[ARNt|ARN-transfert]] (ARN<sub>t</sub>). L'ARN<sub>t</sub> contient un « [[anticodon|anti-codon]] », [[Complémentarité des bases azotées|complémentaire]] d'un codon, et porte l'acide aminé correspondant au codon. Pendant la traduction, le ribosome lit l'ARN<sub>m</sub> codon par codon, met en relation un codon de l'ARN<sub>m</sub> avec l'anti-codon d'un ARN<sub>t</sub> et ajoute l'acide aminé porté par celui-ci à la protéine en cours de synthèse.
== Codons ==
Dans le tableau suivant, la rangée indique la première lettre du codon, la colonne indique la seconde et la dernière colonne indique la dernière lettre du codon.
{{Codons}}
{{-}}
'''Tableau inverse'''<br>
Comme chaque acide aminé d'une protéine est codé par un ou plusieurs codons il est parfois utile de se référer au tableau suivant. Le code à une lettre de chaque acide aminé est indiqué en parenthèses.
{| class="wikitable"
|-----
! align="center" valign="top" | [[alanine|'''Ala (A)''']]
| valign="top" | GCU, GCC, GCA, GCG
! width="50" align="center" valign="top" | [[lysine|'''Lys (K)''']]
| valign="top" | AAA, AAG
|-----
! align="center" valign="top" | [[arginine|'''Arg (R)''']]
| valign="top" | CGU, CGC, CGA, CGG, AGA, AGG
! align="center" valign="top" | [[méthionine|'''Met (M)''']]
| valign="top" | AUG
|-----
! align="center" valign="top" | [[asparagine|'''Asn (N)''']]
| valign="top" | AAU, AAC
! align="center" valign="top" | [[phénylalanine|'''Phe (F)''']]
| valign="top" | UUU, UUC
|-----
! align="center" valign="top" | [[acide aspartique|'''Asp (D)''']]
| valign="top" | GAU, GAC
! align="center" valign="top" | [[proline|'''Pro (P)''']]
| valign="top" | CCU, CCC, CCA, CCG
|-----
! align="center" valign="top" | [[cystéine|'''Cys (C)''']]
| valign="top" | UGU, UGC
! align="center" valign="top" | [[sélénocystéine|'''Sec (U)''']]
| valign="top" | UGA
|-----
! align="center" valign="top" | [[glutamine|'''Gln (Q)''']]
| valign="top" | CAA, CAG
! align="center" valign="top" | [[sérine|'''Ser (S)''']]
| valign="top" | UCU, UCC, UCA, UCG, AGU, AGC
|-----
! align="center" valign="top" | [[acide glutamique|'''Glu (E)''']]
| valign="top" | GAA, GAG
! align="center" valign="top" | [[thréonine|'''Thr (T)''']]
| valign="top" | ACU, ACC, ACA, ACG
|-----
! align="center" valign="top" | [[Glycine (acide aminé)|'''Gly (G)''']]
| valign="top" | GGU, GGC, GGA, GGG
! align="center" valign="top" | [[tryptophane|'''Trp (W)''']]
| valign="top" | UGG
|-----
! align="center" valign="top" | [[histidine|'''His (H)''']]
| valign="top" | CAU, CAC
! align="center" valign="top" | [[tyrosine|'''Tyr (Y)''']]
| valign="top" | UAU, UAC
|-----
! align="center" valign="top" | [[isoleucine|'''Ile (I)''']]
| valign="top" | AUU, AUC, AUA
! align="center" valign="top" | [[valine|'''Val (V)''']]
| valign="top" | GUU, GUC, GUA, GUG
|-----
! align="center" valign="top" | [[leucine|'''Leu (L)''']]
| valign="top" | UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG
! align="center" valign="top" | ''' '''
| valign="top" |
|-----
! align="center" valign="top" | [[Codon d'initiation|'''START''']]
| valign="top" | AUG
! align="center" valign="top" | [[Codon-stop|'''STOP''']]
| valign="top" | UAG, UGA, UAA
|}
{{-}}
Un [[Acide ribonucléique|ARN]]<sub>m</sub> et un gène se terminent toujours par un « codon non-sens » aussi appelé « codon-[[codon-stop|stop]] », il existe 3 codons-stop (UAG, UAA et UGA). Ceux-ci tiennent le rôle du point en bout de phrase. À noter que le codon UGA peut parfois coder une [[sélénocystéine]], produisant alors une [[sélénoprotéine]].
== Son universalité ==
=== Principe de base ===
Ce système de codage entre l'ADN et les acides aminés s'est avéré être utilisé par l'immense majorité des être vivants. De l'homme à la bactérie, ce même code est utilisé. Cette ''universalité'' du code est expliquée en terme d'évolution : si le changement d'une base dans l'ADN peut entraîner des changements parfois bénéfiques dans l'être vivant, cela n'est que peu probable dans le cas d'un changement du codage. En effet, cela reviendrait à changer la position des touches d'une machine à écrire d'un dactylographe tapant à l'aveugle : le texte résultant sera fort probablement complètement illisible. Le système de codage est ainsi resté inchangé durant les milliards d'années d'évolution de la vie. On estime généralement qu'il s'est fixé ainsi très tôt dans l'histoire de la vie, probablement avant le dernier ancêtre commun à tous les êtres vivant (baptisé ''[[Last universal common ancestor|LUCA]]'').
=== Exceptions ===
Cette vision des choses est simpliste : si l'immense majorité des organismes vivants aujourd'hui utilisent le code génétique standard, les généticiens ont découvert quelques variantes à ce code. De plus, ces variantes se retrouvent dans les différentes lignées évolutives et consistent en des traductions différentes de quelques codons.
* Le codon CUG, traduit habituellement par la ''leucine'', correspond à la ''sérine''<ref>[http://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=1771901 Non-universal usage of the leucine CUG codon and the molecular phylogeny of the genus Candida]</ref> chez de nombreuses espèces de [[champignon]]s ''[[Candida albicans|Candida]]''<ref>[[candida albicans#Génome|génomde candida albicans]]</ref> .
* Les variations du codage utilisés par les [[mitochondrie]]s sont encore plus nombreuses. Dans le génome [[mitochondrie|mitochondrial]] de la levure de boulanger (''[[Levure|Saccharomyces cerevisiaie]]''), la ''thréonine'' est codée par 4 des 6 codons correspondant classiquement à la ''leucine''.
* De nombreuses espèces d'[[algue verte|algues vertes]] du genre ''Acetabularia'' utilisent les codons-stop UAG et UAA pour coder la ''glycine''.
* De nombreux ciliés, comme [[paramécie|Paramecium]] tetraurelia, [[Tetrahymena]] thermophila ou Stylonychia<ref>voir {{en}} [[:en:Stylonychia|Stylonychia]]</ref> lemnae utilisent les codons UAG et UAA pour coder la glutamine au lieu de stop. Seul UGA est stop chez ces cellules.
* Le cilié Euplotes octocarinatus utilise le codon UGA pour coder la cystéine, ne laissant que UAG et UAA comme stops.
* Dans les [[trois règnes du vivant]], on trouve parfois un 21{{e}} acide aminé, la [[sélénocystéine]], codé par le codon UGA (habituellement un codon-stop).
* Il existe quelques acides aminés spéciaux, comme la 5-Hydroxylysine dans le collagène, la 4-Hydroxyproline dans dans la paroi végétale, le gamma-carboxylglutamate dans la prothrombine (protéine de coagulation), et la gamma-methyl-lysine dans la myosine.
* Dans les [[archaea|archées]] et les [[eubactéries]], un 22{{e}} acide aminé, la [[pyrrolysine]] est parfois rencontré, codé par UAG (également habituellement un codon-stop).
* Dans les mitochondries humaines, AUA, comme AUG, code la méthionine et non l'isoleucine.
* Dans les mitochondries humaines, AGA et AGG sont des codons-stop et ne codent pas l'arginine.
* Dans les mitochondries humaines, de la levure de boulanger, de spiroplasmes et de ''Mycoplasma mollicutes'', UGA n'est pas un codon-stop mais code le tryptophane.
Le premier acide aminé incorporé (déterminé par le [[codon-start]] AUG) est une méthionine chez la plupart des [[eucaryotes]], plus rarement une valine (chez certains [[eucaryotes]]), et une formyl-méthionine chez la plupart des [[procaryotes]]. En outre, ce codon d'initiation est parfois GUG ou GUU chez certains procaryotes.
On pense donc aujourd'hui que la vie comptait à l'origine un nombre plus restreint d'acides aminés. Ces acides aminés ont été modifiés et ont vu leur nombre augmenter (par un phénomène similaire à la formation de la sélénocytéine et à la pyrrolysine qui dérivent de la sérine et de la lysine, respectivement, modifiées alors qu'elles sont sur leur ARN de transfert sur le [[ribosome]].) Ces nouveaux acides aminés ont alors utilisé un sous-ensemble des ARN de transfert et leur codage associé. On remarque peut-être des traces de ce phénomène avec la ''glutamine'', qui dans certaines bactéries, dérive du ''glutamate'' encore attaché à son ARN de transfert.
Autre exception : le code est parfois ambigu. Ainsi par exemple, le codon UGA peut dans un même organisme ([[Escherichia coli]] par exemple) coder tantôt pour le 21ème acide aminé évoqué plus haut ([[sélénocystéine]]) ou pour "stop".
== Notes ==
<references />
{{Acide aminé}}
{{Portail Biologie cellulaire et moléculaire}}
{{lien BA|en}}
{{Lien BA|zh}}
[[Catégorie:Code génétique| ]]
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[[ja:コドン]]
[[ko:코돈]]
[[lt:Genetinis kodas]]
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[[nn:Genetisk kode]]
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[[pl:Kod genetyczny]]
[[pt:Código genético]]
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[[vi:Mã di truyền]]
[[zh:遗传密码]]