Si vous poursuivez une carrière en génétique, en biologie moléculaire ou dans une discipline connexe, vous vous rendrez vite compte que la lecture d’un tableau de codons est indispensable. Un tableau de codons (ou tableau de codons) traduit le langage à trois lettres des nucléotides en 20 acides aminés qui construisent les protéines.
Ci-dessous, nous passons en revue les éléments essentiels du code génétique, expliquons comment lire le tableau et explorons son impact sur la science moderne.
Le code génétique est un ensemble de règles par lesquelles les cellules convertissent les séquences d'ADN ou d'ARN en protéines. Il est universel – identique chez les bactéries telles que E. coli et les eucaryotes complexes.
Les codons sont les unités triplet de nucléotides qui codent pour chaque acide aminé. Les quatre nucléotides – uracile (U), cytosine (C), adénine (A) et guanine (G) – sont représentés par leurs initiales dans l'ARN messager (ARNm). Par exemple, la séquence d'ARNm AUG‑GGU‑CAA‑UAA comprend quatre codons, chacun correspondant à un acide aminé spécifique ou à un signal.
Puisqu'il y a quatre nucléotides possibles, les possibilités combinatoires totalisent 4³=64 codons.
Un tableau des codons mappe visuellement chacun des 64 codons à leurs acides aminés ou signaux d'arrêt correspondants. Deux formats courants existent :une grille carrée/rectangulaire et une disposition circulaire. Le graphique est essentiel pour décoder une séquence d'ARNm en chaîne d'acides aminés qui devient une protéine.
Lors de la lecture du graphique, commencez par la gauche (vert) pour identifier le premier nucléotide, montez (orange) pour le deuxième et traversez (bleu) pour le troisième. Cette triangulation révèle l'acide aminé correspondant.
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À l’aide d’une table de codons, vous pouvez déterminer quels codons codent pour quels acides aminés. Par exemple :
Le code génétique est dégénéré :plusieurs codons codent pour le même acide aminé. Par exemple, GCU, GCC, GCA et GCG spécifient tous l'alanine. Cette redondance, en particulier au niveau de la troisième position nucléotidique, fournit un tampon contre de nombreuses mutations ponctuelles.
Une fois que vous pouvez lire le graphique, vous pouvez traduire n’importe quelle séquence d’ARNm en son produit d’acides aminés. Suivez ces étapes :
La carte des codons est née des percées du milieu du XXe siècle. La découverte par Watson et Crick en 1953 de la double hélice de l’ADN a ouvert la voie au déchiffrement du code. Au début des années 1960, Marshall Nirenberg et Johannes Matthaei ont utilisé l’ARN synthétique dans des systèmes acellulaires pour montrer que des codons spécifiques correspondent à des acides aminés spécifiques, à commencer par UUU pour la phénylalanine. Les travaux ultérieurs de Nirenberg, Philip Leder, Har Gobind Khorana et d'autres ont complété les codons restants, complétant le tableau en 1966.
L'utilisation par Khorana de séquences d'ARN synthétiques définies a été particulièrement cruciale pour attribuer les codons restants et confirmer la dégénérescence du code.
En biologie moléculaire, la carte des codons permet aux chercheurs de disséquer les modèles d’expression, de régulation et de mutation des gènes d’une espèce à l’autre. En médecine, elle sous-tend le développement de thérapies génétiques et de protéines recombinantes.
La technologie de l’ADN recombinant, qui repose sur l’optimisation des codons, a produit des protéines vitales telles que l’insuline et l’hormone de croissance. La thérapie génique utilise le tableau pour corriger ou remplacer les gènes défectueux, offrant ainsi des remèdes aux troubles héréditaires.
L’optimisation des codons détermine également la conception de vaccins à ARNm. En adaptant l'utilisation des codons pour améliorer l'expression des protéines dans les cellules humaines, les scientifiques améliorent la puissance du vaccin, une approche essentielle au développement rapide des vaccins contre la COVID-19.
Nous avons créé cet article avec l'aide de l'IA, puis nous l'avons vérifié et modifié par un éditeur HowStuffWorks.
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