Séquence 4: Expression de l'information génétique

Le code génétique

Isabelle Borde

Quelques remarques sur le code génétique.

La 1ère étape de l'expression des gènes est la TRANSCRIPTION qui permet d'exprimer l'information contenue dans l'ADN en une copie ARN. Cet ARN messager transmet l'information génétique jusqu'aux ribosomes où s'effectue la TRADUCTION, 2ème étape de l'expression des gènes.

La règle de complémentarité des bases nous permet d'imaginer facilement le mécanisme de transcription, au cours duquel l'information de l'ADN est transmise à l'ARN, une Adénine en face d'un Uracile ou d'une Thymine, une Cytosine en face d'une Guanine. Par contre pour la traduction c'est la séquence nucléotidique de l'ARN messager qui va déterminer la séquence en acides aminés de la protéine. Ce passage d'un "langage" à un autre est donc bien une traduction qui obéit à un code : le CODE GÉNÉTIQUE.

Le code génétique définit la correspondance entre la séquence nucléotidique de l'ARN messager (et donc celle de l'ADN) et la séquence en acides aminés de la protéine. La séquence des acides nucléiques est une combinaison de 4 lettres (A, C, G, T dans l'ADN ; A, C, G, U dans l'ARN), la combinaison de ces 4 bases va permettre de "coder" pour les 20 acides aminés. Pour que cela soit possible, il faut qu’un acide aminé soit signifié (codé) par un groupe de 3 bases dans l’ARNm ; ce groupe de 3 bases, au niveau de l’ARNm, est appelé "codon". Comme il y a 4 bases, il y a 64 combinaisons différentes pour un triplet (4x4x4 = 64 codons).

La traduction de l'ARN messager se fait dans le sens 5’ vers 3’ et démarre à un point fixe (codon d’initiation : AUG), chaque codon rencontré est " décodé " en acide aminé. Chaque codon signifie un seul acide aminé. Il n’y a pas de chevauchement, cela veut dire qu’une base n’appartient qu’à un seul codon et par conséquent n’est lue qu’une seule fois. Sur les 64 codons existants, 3 sont non significatifs et correspondent, sauf exception, à des signaux de fin de traduction (ce sont les codons STOP : UAA, UAG, UGA).
Il reste donc 61 codons pour 20 acides aminés, cela implique qu’un acide aminé peut être signifié par plus d’un codon. C’est en ce sens que nous parlons de code dégénéré, attention à ce terme car le code génétique n’est absolument pas ambigu, nous rappelons qu'à chaque codon correspond un seul acide aminé. Les codons signifiant un même acide aminé sont dits synonymes.

Le tableau du code génétique permet d’avoir une correspondance entre la séquence du codon et la nature de l’acide aminé. L'animation ci-dessous propose d'étudier quelques aspects de ce tableau génétique :

1. "Lecture" du code : détermination de l'acide aminé correspondant à un triplet de nucléotides.
2. Redondance du code génétique : il peut exister plusieurs triplets pour un même acide aminé.
3. Le code génétique à 3 lettres et à 1 lettre.
4. Quelques curiosités du code génétique.