Qu’est-ce que le code génétique ?

Le code génétique est un ensemble d’instructions qui dirigent la traduction de l’ADN en 20 acides aminés, les unités de base des protéines dans les cellules vivantes. Le code génétique est constitué de codons, qui sont des chaînes de nucléotides de trois lettres. Chaque codon code pour un acide aminé spécifique.

Le code détermine l’ordre dans lequel les acides aminés sont ajoutés à une chaîne polypeptidique pendant la synthèse des protéines. Par conséquent, le code génétique dicte la séquence des acides aminés dans une protéine.

Pour la plupart des gènes, le codage implique un seul schéma, qui est souvent appelé le code génétique standard ou code génétique, bien qu’il existe des codes qui varient de cette forme, comme le code trouvé dans les mitochondries humaines.

Découverte du code génétique

En 1961, Francis Crick et ses collègues ont introduit l’idée du codon. Cependant, c’est Marshall Nirenberg et ses collaborateurs qui ont déchiffré le code génétique. Ils ont montré que quatre bases nucléotidiques – A (adénine), U (uracile), G (guanine) et C (cytosine) ─ forment des codons de différentes combinaisons de bases qui codent pour les 20 acides aminés pendant la synthèse des protéines.

Nirenberg et le scientifique allemand Johann Matthaei ont mené une série d’expériences pour explorer la synthèse des protéines en utilisant de l’ARN synthétique. Ils ont ajouté des brins d’ARN qui ne contenaient qu’une seule des quatre bases (A,G, U ou C) base à un « système sans cellule », puis ont ajouté des acides aminés marqués par radioactivité.

Lorsque l’ARN constitué uniquement de la base U a été ajouté, les mesures radioactives ont indiqué la synthèse de molécules constituées d’un seul acide aminé, qui était la phénylalanine. Cela montre que le triplet composé des bases UUU entraîne l’ajout de phénylalanine à la chaîne polypeptidique au fur et à mesure de sa croissance. De cette manière, les chercheurs ont déchiffré 35 codons dès l’année 1963 et plus de 60 en 1966.

Un chercheur de l’université du Wisconsin, Har Gobind Khorana s’est appuyé sur les travaux de Nirenberg en produisant des molécules d’ARN synthétiques avec des combinaisons de nucléotides spécifiques. Puis, en 1965, Robert Holley de l’université Cornell élucide la structure de l’ARN de transfert (ARNt), la molécule impliquée dans la traduction de l’ARN, afin qu’une protéine puisse être fabriquée.

Marshall W. Nirenberg, Har Gobind Khorana et Robert W. Holley ont reçu conjointement le prix Nobel de médecine 1968 « pour leur interprétation du code génétique et de sa fonction dans la synthèse des protéines. »

Codons et acides aminés

Chaque codon du code génétique est constitué de trois bases disposées dans un ordre spécifique, chaque combinaison correspondant à un acide aminé particulier. Étant donné qu’il y a quatre bases dans l’ARN, il y a 64 combinaisons potentielles de triplets de nucléotides dans le code génétique. Alors que chaque codon ne peut coder qu’un seul acide aminé, plusieurs codons peuvent coder le même acide aminé.

Ce codage d’un acide aminé par plus d’un codon est appelé la redondance du code génétique. Par exemple, l’acide aminé lysine est codé à la fois par les triplets AAG et AAA. Il est important de noter qu’il n’y a pas de chevauchement dans le code génétique, de sorte qu’un nucléotide ne peut faire partie que d’un seul codon, et non de deux codons voisins.

Codes de départ et d’arrêt

La traduction commence par un codon de départ. AUG est le codon de départ le plus courant, qui, chez les eucaryotes, code pour la méthionine et chez les procaryotes, code pour la formylméthionine.

Les codons STOP signalent la fin de la chaîne polypeptidique pendant la synthèse des protéines. Également appelés codons non-sens ou de terminaison, les codons STOP sont UAG, UGA et UAA et portent respectivement les noms d’ambre, d’opale et d’ocre. Les codons STOP déclenchent la libération de la nouvelle chaîne polypeptidique par le ribosome, car aucun anticodon de l’ARNt ne complète ces codons stop.

1. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/organic/gencode.html
2. http://www.nature.com/scitable/definition/genetic-code-13
3. http://www.nature.com/scitable/topicpage/reading-the-genetic-code-1042
4. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21950/
5. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3293468/

Lectures complémentaires

• Tout le contenu de la génomique
• Qu’est-ce que la génomique ?
• Séquençage de nouvelle génération : Les bases
• Analyse du génome
• Quelle est l’importance de la variation intrinsèque ?

Écrit par

Susha Cheriyedath

Susha a une licence en sciences (B. Sc.Sc.) en chimie et un Master of Science (M.Sc) en biochimie de l’Université de Calicut, en Inde. Elle a toujours eu un vif intérêt pour la médecine et les sciences de la santé. Dans le cadre de sa maîtrise, elle s’est spécialisée en biochimie, en mettant l’accent sur la microbiologie, la physiologie, la biotechnologie et la nutrition. Pendant son temps libre, elle aime faire une tempête dans la cuisine avec ses expériences de pâtisserie super-messées.

Citations

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