Code genetique codon Conference bioinformatique Connaissances Scientifiques Generales Cours Angers Emmanuel Jaspard biochimej

Quelques notions sur le code génétique et les codons

Le code génétique a été élucidé au cours des années 1960-1965.

Le code génétique est universel : il est le même dans tous les organismes aussi bien chez les eucaryotes que chez les procaryotes. Il existe des exceptions en particulier en ce qui concerne l'ADN des mitochondries humaines.

Il correspond à un ensemble d'entités structurales nucléotidiques appelés codons. Le codon génétique correspond à l'enchaînement ordonné de 3 bases nucléotidiques (ou triplet) permettant de définir le code d'un acide aminé.

Il existe 4 nucléotides dans l'ARN messager : U, C, A et G.

Il y a donc 4³ = 64 codons différents pour définir l'ensemble des 20 acides aminés utilisés dans la synthèse des protéines. Le code génétique est dit redondant ou dégénéré.

Le codon AUG code pour une méthionine : ce codon initie la traduction de toutes les chaînes polypeptidiques. Il code aussi toute méthionine interne à la chaîne polypeptidique.

Trois codons (UAA, UAG, UGA) sont des codons qui ne peuvent pas être traduits en acides aminés : ce sont des codons appelés non sens ou STOP. Leur rôle est d'arrêter la traduction.

nombre de codons	1	2	3	4	6
acide aminé	Met & initiation - Trp	Lys - Asn - Gln - His - Glu - Asp - Tyr - Cys - Phe	Ile - STOP	Thr - Pro - Ala - Gly - Val	Arg - Ser - Leu

Résultats du séquençage du génome humain.

Voir un cours sur le séquençage.

Pour chacun des 64 codons, sont montrés sur la figure ci-contre :

l'acide aminé correspondant
la fréquence observée du codon considéré pour 10.000 codons employés
le codon
lignes noires : la prédiction d'appariement à l'anticodon porté par l'ARN de transfert (règle du "wobble", variabilité du 3è nucléotide du codon)
une séquence non modifiée de l'anticodon
le nombre de gènes codant pour l'ARN de transfert trouvés pour cet anticodon

Exemple de la phénylalanine :

la fréquence de codage de cet acide aminé par les codons UUU et UUC est respectivement de 171 et de 203 pour 10.000 codons

les 2 codons semblent décodés par un unique anticodon GAA qui utilise une règle du "wobble" G/U

14 gènes codant pour l'ARN de transfert ont été trouvés pour cet anticodon GAA

Code genetique codon biochimej

1ère position	2ème position								3ème position
1ère position	U		C		A		G		3ème position
U	UUU	phenylalanine	UCU	sérine	UAU	tyrosine	UGU	cystéine	U
	UUC	phenylalanine	UCC		UAC	tyrosine	UGC	cystéine	C
	UUA	leucine	UCA		UAA	STOP	UGA	STOP	A
	UUG		UCG		UAG	STOP	UGG	tryptophane	G
C	CUU		CCU	proline	CAU	histidine	CGU	arginine	U
	CUC		CCC		CAC	histidine	CGC		C
	CUA		CCA		CAA	glutamine	CGA		A
	CUG		CCG		CAG	glutamine	CGG		G
A	AUU	isoleucine	ACU	thréonine	AAU	asparagine	AGU	sérine	U
	AUC		ACC		AAC	asparagine	AGC	sérine	C
	AUA		ACA		AAA	lysine	AGA	arginine	A
	AUG	méthionine codon initiation	ACG		AAG	lysine	AGG	arginine	G
G	GUU	valine	GCU	alanine	GAU	aspartate	GGU	glycine	U
	GUC		GCC		GAC	aspartate	GGC		C
	GUA		GCA		GAA	glutamate	GGA		A
	GUG		GCG		GAG	glutamate	GGG		G

La phase ouverte de lecture ou cadre ouvert de lecture ("Open Reading Frame - ORF") est une séquence du brin d'ADN transcrit en ARN qui :

commence par le triplet ATG (ADN) correspondant au codon d'initiation de la traduction (AUG pour l'ARN)
se termine par l'un des 3 triplets TAA, TAG ou TGA (ADN) correspondant aux 3 codons de terminaison de la traduction (UAA, UAG ou UGA pour l'ARN)

Code genetique codon biochimej

La séquence du brin de l'ADN transcrit en ARN étant lue par triplets, il y a 3 phases de lecture possibles, avec un décalage de 1 nucléotide pour passer d'une phase à une autre.