L’essentiel
Le code génétique est le système de correspondance entre les codons de l’ARN messager et les acides aminés des protéines. Un codon est un groupe de trois nucléotides. Il existe 64 codons : 61 désignent les 20 acides aminés et 3 marquent la fin de la traduction. Ce code est presque universel et redondant.
De l’ADN à la protéine : l’expression du patrimoine génétique
Le code génétique intervient à la dernière étape de l’expression d’un gène. L’information passe d’une molécule à une autre, en deux temps.
| Transcription | Traduction | |
|---|---|---|
| Lieu chez les eucaryotes | Noyau | Cytoplasme, sur les ribosomes |
| Molécule lue | Un brin d’ADN, le brin transcrit | L’ARN messager |
| Molécule produite | ARN | Chaîne d’acides aminés |
| Règle | Complémentarité : A → U, T → A, C → G, G → C | Code génétique : un codon → un acide aminé |
Astuce : Chez les eucaryotes, l’ARN pré-messager subit une maturation avant de quitter le noyau : les introns sont retirés et les exons sont raccordés.
Le tableau du code génétique
Pour lire ce tableau, cherche la ligne qui correspond aux deux premières lettres du codon, puis la colonne de la troisième lettre.
| Début | …U | …C | …A | …G |
|---|---|---|---|---|
| UU | Phe | Phe | Leu | Leu |
| UC | Ser | Ser | Ser | Ser |
| UA | Tyr | Tyr | Stop | Stop |
| UG | Cys | Cys | Stop | Trp |
| CU | Leu | Leu | Leu | Leu |
| CC | Pro | Pro | Pro | Pro |
| CA | His | His | Gln | Gln |
| CG | Arg | Arg | Arg | Arg |
| AU | Ile | Ile | Ile | Met (début) |
| AC | Thr | Thr | Thr | Thr |
| AA | Asn | Asn | Lys | Lys |
| AG | Ser | Ser | Arg | Arg |
| GU | Val | Val | Val | Val |
| GC | Ala | Ala | Ala | Ala |
| GA | Asp | Asp | Glu | Glu |
| GG | Gly | Gly | Gly | Gly |
Les quatre propriétés du code génétique
AUG marque le début de la traduction et code la méthionine. UAA, UAG et UGA sont les trois codons stop.
- Il est lu par triplets. Trois nucléotides forment un codon. Avec 4 lettres, on obtient 4 × 4 × 4 = 64 codons.
- Il est redondant. Plusieurs codons peuvent désigner le même acide aminé : GAA et GAG codent tous deux l’acide glutamique.
- Il n’est pas ambigu. Un codon désigne toujours le même acide aminé.
- Il est quasi universel. Le même code fonctionne chez presque tous les êtres vivants, avec quelques exceptions, notamment dans les mitochondries.
Méthode : traduire une séquence pas à pas
Prenons le brin d’ADN transcrit suivant : TAC CGA AAA ATT.
| Étape | Résultat |
|---|---|
| 1. Transcrire en ARN (A → U, T → A, C → G, G → C) | AUG GCU UUU UAA |
| 2. Découper en codons, à partir de AUG | AUG / GCU / UUU / UAA |
| 3. Lire le tableau | Met / Ala / Phe / Stop |
| 4. Écrire la protéine | Met-Ala-Phe |
Astuce : Vérifie toujours que tu pars du bon brin. Si on te donne le brin non transcrit, il suffit de remplacer T par U pour obtenir l’ARN messager.
Comment se déroule la traduction
Le ribosome se fixe sur l’ARN messager, puis il avance codon par codon. Les ARN de transfert apportent les acides aminés, reliés ensuite les uns aux autres. La chaîne grandit jusqu’à ce que le ribosome atteigne un codon stop. Plusieurs ribosomes peuvent traduire un même ARN à la fois.
Les erreurs à éviter
On lit le code génétique directement sur l’ADN, avec des T. Le tableau se lit sur l’ARN messager, avec des U.
L’ARN contient de l’uracile à la place de la thymine.
Le codon stop code un acide aminé appelé stop. Il ne code aucun acide aminé.
Il signale simplement la fin de la chaîne.
Redondant veut dire qu’un codon code plusieurs acides aminés. Plusieurs codons codent un même acide aminé.
L’inverse rendrait le code ambigu, ce qu’il n’est pas.
Exercices corrigés
1. Un codon est formé de :
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3 nucléotides. Un codon est un triplet de nucléotides de l’ARN messager.
2. Combien de codons existe-t-il ?
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64. 4³ = 64 combinaisons, dont 61 pour les acides aminés et 3 pour l’arrêt.
3. Le codon AUG code :
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la méthionine. AUG code la méthionine et sert aussi de codon d’initiation.
4. Quelle chaîne est traduite à partir de AUG UUU GGC UAA ?
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Met-Phe-Gly. AUG = Met, UUU = Phe, GGC = Gly, et UAA est un stop qui n’apporte pas d’acide aminé.
5. Un brin transcrit d’ADN porte T A C. Quel codon est produit sur l’ARN ?
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A U G. T → A, A → U, C → G, soit AUG. L’ARN ne contient pas de T.
6. Le codon UGG (Trp) d’un gène devient UGA. Quelle conséquence attend-on ?
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La protéine est raccourcie. UGA est un codon stop : la traduction s’arrête plus tôt.
Questions fréquentes
Qu’est-ce que le code génétique ?
C’est la règle qui associe à chaque triplet de nucléotides de l’ARN messager un acide aminé, ou un signal d’arrêt.
Pourquoi dit-on que le code génétique est universel ?
Parce que presque tous les êtres vivants l’utilisent. Une bactérie peut ainsi produire une protéine humaine à partir du gène correspondant, ce qui est exploité pour fabriquer l’insuline.
Quelle est la différence entre le code génétique et le génome ?
Le génome est l’ensemble de l’ADN d’un organisme. Le code génétique est la règle de lecture, commune aux différents génomes.