QU'EST-CE QU'UN CODON? (LA GÉNÉTIQUE) - LA BIOLOGIE - 2025

Un codon est chacune des 64 combinaisons possibles de trois nucléotides, basées sur les quatre qui composent les acides nucléiques. C'est-à-dire qu'à partir de combinaisons des quatre nucléotides, des blocs de trois «lettres», ou triplets, sont construits.

Ce sont les désoxyribonucléotides avec les bases azotées adénine, guanine, thymine et cytosine dans l'ADN. Dans l'ARN, ce sont des ribonucléotides avec les bases azotées adénine, guanine, uracile et cytosine.

Le concept de codon s'applique uniquement aux gènes codant pour des protéines. Le message codé en ADN sera lu en blocs de trois lettres une fois que les informations de votre messager seront traitées. Le codon, en bref, est l'unité de codage de base pour les gènes qui sont traduits.

Codons et acides aminés

Si pour chaque position dans des mots de trois lettres nous avons quatre possibilités, le produit 4 X 4 X 4 nous donne 64 combinaisons possibles. Chacun de ces codons correspond à un acide aminé particulier - à l'exception de trois qui fonctionnent comme des codons de fin de lecture.

La conversion d'un message codé avec des bases azotées dans un acide nucléique en un message contenant des acides aminés dans un peptide est appelée traduction. La molécule qui mobilise le message de l'ADN vers le site de traduction est appelée ARN messager.

Un triplet d'un ARN messager est un codon dont la traduction aura lieu dans les ribosomes. Les petites molécules adaptatrices qui changent le langage des nucléotides en acides aminés dans les ribosomes sont des ARN de transfert.

Message, messagers et traduction

Un message codant pour une protéine se compose d'un réseau linéaire de nucléotides qui est un multiple de trois. Le message est porté par un ARN que nous appelons un messager (ARNm).

Dans les organismes cellulaires, tous les ARNm proviennent de la transcription du gène codé dans leur ADN respectif. Autrement dit, les gènes qui codent pour les protéines sont écrits sur l'ADN dans le langage de l'ADN.

Cependant, cela ne signifie pas que cette règle de trois est strictement respectée dans l'ADN. Transcrit à partir de l'ADN, le message est désormais écrit en langage ARN.

L'ARNm consiste en une molécule avec le message du gène, flanquée des deux côtés par des régions non codantes. Certaines modifications post-transcriptionnelles, comme l'épissage par exemple, permettent de générer un message conforme à la règle de trois. Si cette règle de trois ne semble pas remplie dans l'ADN, l'épissage le restaure.

L'ARNm est transporté vers le site où résident les ribosomes, et ici le messager dirige la traduction du message en langage protéique.

Dans le cas le plus simple, la protéine (ou le peptide) aura un nombre d'acides aminés égal à un tiers des lettres du message sans trois d'entre eux. Autrement dit, égal au nombre de codons messagers moins un de la terminaison.

Message génétique

Un message génétique d'un gène qui code pour des protéines commence généralement par un codon qui est traduit par l'acide aminé méthionine (codon AUG, dans l'ARN).

Un nombre caractéristique de codons continue alors à une longueur et une séquence linéaires spécifiques, et se termine à un codon d'arrêt. Le codon d'arrêt peut être l'un des codons opale (UGA), ambre (UAG) ou ocre (UAA).

Ceux-ci n'ont pas d'équivalent dans le langage des acides aminés, et donc pas d'ARN de transfert correspondant. Cependant, dans certains organismes, le codon UGA permet l'incorporation de l'acide aminé modifié sélénocystéine. Dans d'autres, le codon UAG permet l'incorporation de l'acide aminé pyrrolysine.

L'ARN messager se complexe avec les ribosomes, et l'initiation de la traduction permet l'incorporation d'une méthionine initiale. Si le processus réussit, la protéine s'allonge (s'allonge) à mesure que chaque ARNt fait don de l'acide aminé correspondant guidé par le messager.

En atteignant le codon d'arrêt, l'incorporation d'acides aminés est arrêtée, la traduction est terminée et le peptide synthétisé est libéré.

Codons et anticodons

Bien qu'il s'agisse d'une simplification d'un processus beaucoup plus complexe, l'interaction codon-anticodon soutient l'hypothèse de la traduction par complémentarité.

Selon cela, pour chaque codon d'un messager, l'interaction avec un ARNt particulier sera dictée par la complémentarité avec les bases de l'anticodon.

L'anticodon est la séquence de trois nucléotides (triplet) présents dans la base circulaire d'un ARNt typique. Chaque ARNt spécifique peut être chargé avec un acide aminé particulier, qui sera toujours le même.

De cette manière, lorsqu'un anticodon est reconnu, le messager dit au ribosome qu'il doit accepter l'acide aminé qui porte l'ARNt dont il est complémentaire dans ce fragment.

L'ARNt agit donc comme un adaptateur permettant de vérifier la traduction effectuée par le ribosome. Cet adaptateur, en étapes de lecture de codons à trois lettres, permet l'incorporation linéaire d'acides aminés qui constitue finalement le message traduit.

La dégénérescence du code génétique

La correspondance codon: acide aminé est connue en biologie sous le nom de code génétique. Ce code comprend également les trois codons d'arrêt de la traduction.

Il existe 20 acides aminés essentiels; mais il y a, à leur tour, 64 codons disponibles pour leur conversion. Si nous supprimons les trois codons stop, il nous en reste 61 à coder pour les acides aminés.

La méthionine est codée uniquement par le codon AUG qui est le codon de départ, mais également par cet acide aminé particulier dans toute autre partie du message (gène).

Cela nous conduit à 19 acides aminés codés par les 60 codons restants. De nombreux acides aminés sont codés par un seul codon. Cependant, il existe d'autres acides aminés qui sont codés par plus d'un codon. Ce manque de relation entre le codon et l'acide aminé est ce que nous appelons la dégénérescence du code génétique.

Organelles

Enfin, le code génétique est partiellement universel. Chez les eucaryotes, il existe d'autres organites (dérivées de façon évolutive de bactéries) où une traduction différente de celle qui est vérifiée dans le cytoplasme est vérifiée.

Ces organites avec leur propre génome (et traduction) sont les chloroplastes et les mitochondries. Les codes génétiques des chloroplastes, des mitochondries, des noyaux eucaryotes et des nucléoïdes bactériens ne sont pas exactement identiques.

Cependant, au sein de chaque groupe, il est universel. Par exemple, un gène végétal qui est cloné et traduit dans une cellule animale donnera naissance à un peptide avec la même séquence d'acides aminés linéaire qu'il aurait eu s'il avait été traduit dans la plante d'origine.

Références

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