ADN → ARNm → Protéine
Code génétique : Ensemble des règles qui définissent comment les séquences de nucléotides de l'ARNm sont traduites en séquences d'acides aminés.
- Identifier les caractéristiques du code
- Comprendre la dégénérescence
- Reconnaître l'universalité
- Triplet : 3 bases (codon) codent pour 1 acide aminé
- Universel : Presque identique chez tous les êtres vivants
- Dégénéré : Plusieurs codons peuvent coder pour le même acide aminé
- Non chevauchant : Lecture continue sans superposition
- Sans ponctuation : Lecture continue sans espace entre codons
Chaque codon (triplet de bases) correspond à un acide aminé spécifique ou à un signal de start/stop.
Plusieurs codons peuvent coder pour le même acide aminé (ex : Serine codée par UCU, UCC, UCA, UCG).
Le code est presque identique chez tous les organismes, avec quelques exceptions mineures.
Le codon AUG code pour la méthionine et sert de signal de start, tandis que UAA, UAG et UGA sont des codons stop.
Le code génétique est triplet, universel, dégénéré, non chevauchant et sans ponctuation, permettant la traduction de l'ARNm en protéines.
• Triplet : 3 bases → 1 acide aminé
• Dégénérescence : Redondance du code
• Universalité : Même code chez presque tous les organismes
Relation ADN-Protéine : La séquence d'ADN d'un gène détermine la séquence d'acides aminés d'une protéine par transcription et traduction.
- Transcription : ADN → ARNm (brin matrice)
- Traduction : ARNm → Protéine (selon le code génétique)
- Appariement des bases : A=T→U, T=A→A, G=C→C, C=G→G
- Ratio : 3 bases → 1 acide aminé
Le brin d'ADN servant de matrice pour la transcription est le brin antisense (3'→5').
Convertir la séquence ADN en ARNm en remplaçant T par U et en conservant l'orientation 5'→3'.
Diviser la séquence ARNm en triplets (codons) à partir du codon de start AUG.
Utiliser le code génétique pour convertir chaque codon en acide aminé.
La séquence d'ADN d'un gène détermine la séquence de la protéine par transcription en ARNm puis traduction selon le code génétique.
• Appariement : T=A→A=U, A=T→T=A, G=C→C=G, C=G→G=C
• Sens : ARNm synthétisé dans le sens 5'→3'
• Ratio : 3 bases → 1 acide aminé
Synthèse protéique : Processus de traduction de l'ARNm en protéine, se déroulant sur les ribosomes.
- Initiation : Reconnaissance du codon de start AUG
- Élongation : Ajout successif des acides aminés
- Terminaison : Reconnaissance des codons stop
- Ribosome : Site de synthèse protéique (sites A, P, E)
- ARNt : Transporteurs d'acides aminés
Le ribosome reconnaît le codon de start AUG et recrute le premier ARNt portant la méthionine.
Les ARNt apportent successivement les acides aminés selon la séquence des codons de l'ARNm, formant une liaison peptidique entre eux.
Le ribosome avance d'un codon, déplaçant les ARNt entre les sites A, P et E.
Lorsqu'un codon stop (UAA, UAG, UGA) est atteint, la synthèse de la protéine s'arrête et la chaîne polypeptidique est libérée.
La synthèse protéique est le processus de conversion de la séquence d'ARNm en une séquence d'acides aminés, se déroulant sur les ribosomes en trois étapes principales.
• Code : Chaque codon de 3 bases code pour un acide aminé
• Sens : La lecture se fait dans le sens 5'→3' de l'ARNm
• Site : Les ribosomes catalysent la formation des liaisons peptidiques
Mutations : Changements dans la séquence d'ADN qui peuvent affecter la structure et la fonction des protéines.
- Silencieuses : Pas d'effet sur la protéine (dégénérescence du code)
- Missense : Substitution d'un acide aminé
- Nonsense : Codon stop prématuré
- Cadre décalé : Insertion/suppression de nucléotides
- Élimination/duplication : Perte/gain de segments
Un changement de base peut ne pas affecter l'acide aminé codé en raison de la dégénérescence du code (ex : UUA → UUG = Leucine).
Un changement de base peut substituer un acide aminé par un autre (ex : GAA → GAC = Glu → Asp).
Un codon sense devient codon stop, entraînant une protéine tronquée (ex : CAA → UAA).
Insertion ou suppression de nucléotides non multiple de 3 décale la lecture des codons, modifiant toute la suite de la protéine.
Les mutations peuvent avoir divers effets sur les protéines : silencieux, substitution d'acide aminé, protéine tronquée ou structure complètement modifiée selon le type de mutation.
• Sévérité : Les mutations de cadre décalé sont généralement les plus graves
• Dégénérescence : Certaines mutations n'ont pas d'effet fonctionnel
• Position : L'emplacement de la mutation influence l'effet phénotypique
Relation taille ADN-protéine : La taille d'un gène est proportionnelle à la taille de la protéine qu'il code, avec 3 bases pour chaque acide aminé.
- 1 acide aminé = 3 bases (1 codon)
- 100 acides aminés = 300 bases
- 1000 bases = ~333 acides aminés
- Le brin codant est plus long que la protéine finale
Chaque acide aminé est codé par un triplet de bases (3 nucléotides = 1 acide aminé).
Pour une protéine de n acides aminés, le gène doit contenir au minimum 3n bases (sans compter les séquences régulatrices).
Le gène réel est plus long que la séquence codante à cause des introns, promoteurs et séquences régulatrices.
Une protéine de 150 acides aminés est codée par un gène d'au moins 450 bases (150 × 3).
La taille d'un gène est approximativement 3 fois plus grande que la protéine qu'il code, chaque acide aminé étant codé par 3 bases.
• Proportion : 3 bases → 1 acide aminé
• Calcul : Taille du gène = 3 × nombre d'acides aminés
• Exceptions : Introns et séquences régulatrices augmentent la taille du gène
3 bases = 1 codon = 1 acide aminé
- Transcription : ADN → ARNm par ARN polymérase
- Maturation : Épissage, coiffe 5', queue poly-A
- Traduction : ARNm → Protéine par ribosomes
- Post-traduction : Modifications de la protéine
- Le code génétique est presque universel chez tous les êtres vivants
- La dégénérescence du code permet la tolérance aux mutations silencieuses
- Le codon de start AUG est presque universellement conservé
- Les mutations peuvent avoir des effets variables selon leur type et localisation
- ADN → ARNm (Transcription)
- ARNm → Protéine (Traduction)
- Code → Acides aminés
- Protéine → Fonction