Nous expliquons ce qu’est le code génétique, quelles sont les principales caractéristiques de ce modèle et les théories possibles de son origine évolutive.
Quel est le code génétique ?
Le code génétique est l’ensemble des règles contenues dans l’ADN de chaque être vivant qui existe, et qui sert de modèle dans la synthèse de chacune des protéines nécessaires à la vie .
Le code génétique est donc un schéma contenu dans notre organisme , avec les instructions de croissance, de nutrition et de reproduction des substances mêmes qui nous composent. Ce matériau se trouve dans le noyau des cellules elles-mêmes.
Les instructions contenues dans le code permettent ainsi d’ ordonner dans la bonne séquence les acides aminés essentiels à la vie , formant des chaînes appelées protéines, qui à leur tour forment des structures plus grandes ou remplissent des fonctions spécifiques et essentielles.
Tous les êtres vivants ont un code génétique, mais nous n’avons pas le même génome identique , c’est-à-dire que notre code n’est pas ordonné exactement de la même manière.
Voir aussi : Génétique .
Caractéristiques du code génétique :
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universalité
Le code génétique est partagé par tous les êtres vivants connus , aussi complexes ou simples soient-ils, bien qu’il puisse y avoir de la place pour de petites divergences selon les espèces.
Cela signifie qu’une séquence de bases azotées dans un codon spécifique synthétise toujours le même acide aminé, qu’il s’agisse d’une bactérie ou d’un être humain . Ce qui nous permet de conclure que le code génétique a la même origine pour tous les êtres vivants et qu’il s’agit d’une invention biologique très ancienne.
Ainsi, 22 codes génétiques sont connus à ce jour , différents du code « standard » du fait de l’information d’un ou plusieurs codons. Mais pour la plupart, ils sont tous très similaires.
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Spécificité et redondance
Chaque codon du code génétique (et donc chaque combinaison de trois bases azotées) correspond exclusivement à un acide aminé spécifique. Par exemple, GAA (Guanine-Adénine-Adénine) correspond à l’acide glutamique .
Cependant, différentes combinaisons peuvent atteindre le même résultat , de sorte que le même acide aminé peut se produire pour deux codons différents. Par exemple, le codon GAG (Guanine-Adénine-Guanine) correspond également à l’acide glutamique.
Cette redondance est importante pour éviter d’éventuelles erreurs de lecture du code , car il y a plus de codons possibles que d’acides aminés existants (20).
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Continuité
La lecture du code génétique est donnée sous la forme d’une chaîne de codons , sans virgule ni point ni aucune forme d’interruption, dans une chaîne linéaire et continue, dans une seule direction. Cela signifie qu’il n’y a pas d’ambiguïté possible dans la spécification des acides aminés, puisque aucun ne peut occuper le site d’un autre dans la lignée.
Ce qui peut arriver, c’est qu’il y ait plus d’un codon d’initiation dans la chaîne , ce qui permet de synthétiser des structures complexes et multiples en même temps, à partir du même et unique motif.
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La traduction
Le processus de réarrangement des acides aminés pour fabriquer des protéines est connu sous le nom de synthèse protéique ou « traduction ». Cela est dû au fait que le code génétique établi dans l’ADN sert de modèle pour synthétiser un ARN qui, à son tour, sert de modèle dans la fabrication des protéines.
C’est un processus de transmission du message génétique : de l’ADN à l’ARN et de celui-ci à un ordre spécifique d’acides aminés. Celle-ci s’effectue à travers les bases azotées qui composent le matériel génétique (qui sont au nombre de quatre : adénine, thymine, guanine et cytosine dans l’ADN et adénine, uracile, guanine et cytosine dans l’ARN), les ordonnant en séquences de trois appelés codons.
Ainsi, la séquence de codons possibles du code est 64 , dont 61 correspondent à un acide aminé spécifique, et le reste pour marquer le début et la fin de la synthèse, comme s’il s’agissait d’un code Morse. Chaque codon s’apparie avec un acide aminé spécifique, assurant qu’il prend sa place dans la chaîne qu’est la protéine. Selon cet ordre, le résultat sera une protéine ou une autre.
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aucun chevauchement
Pour les mêmes raisons que ci-dessus, les nucléotides qui font partie d’un codon ne font pas partie d’un autre , il n’y a donc aucune possibilité de chevauchement ou de relire le même codon. Cela garantit une lecture linéaire et sans ambiguïté du code : trois par trois.
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affinités
La localisation des acides aminés dans la chaîne du code génétique est tout sauf aléatoire. En fait, les acides aminés apparentés occupent des positions similaires dans la chaîne , et ceux qui partagent une origine biosynthétique le montrent généralement dans une base azotée partagée dans leurs triplets.
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mutations
Néanmoins, il est possible que des erreurs soient commises lors de la lecture du code génétique , provoquant ce que l’on appelle une mutation : l’insertion d’un nucléotide par erreur dans la transcription de l’ADN (matrice primaire) en ARN (matrice secondaire). . Cela peut conduire à la formation de protéines dysfonctionnelles, bien que la plupart du temps il s’agisse de mutations silencieuses qui n’affectent pas la performance globale du résultat.
À d’autres occasions, bien sûr, la conséquence peut être plus catastrophique et ainsi donner naissance à des faiblesses congénitales et à des maladies héréditaires.
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code génétique standard
Il existe un code génétique « standard », déchiffré pour la majorité des gènes existants et commun à presque tous les êtres vivants, qui comprend les 64 triplets possibles et l’acide aminé qui correspond à chacun. Ce modèle est utilisé pour comprendre la traduction des protéines dans les laboratoires et les expériences génétiques.
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origines évolutives
Il existe de nombreuses théories sur l’origine du code génétique, qui envisagent la possibilité qu’il ait été initialement constitué de doublets et non de triplets, et qu’il aurait évolué en complexité afin de profiter de nouveaux acides aminés, sous-produits métaboliques ou d’autres formes de biosynthèse.
Une conclusion qui semble s’imposer est que le code génétique fait que tous les êtres vivants qui nous sont apparentés ont une origine commune , de sorte que l’évolution cellulaire est pratiquement tenue pour acquise.
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Découverte
La découverte du code génétique est venue successivement, du modèle à double hélice de Watson et Crick . Cependant, la compréhension du modèle a fait un bond en avant lorsque Severo Ochoa et Marianne Grunberg-Manago ont pu vérifier le fonctionnement d’une enzyme appelée polynucléotide phosphorylaza , qui synthétise des molécules d’ARN à partir du milieu environnant.
La théorie du triplet a été présentée pour la première fois par George Gamow et vérifiée par Crick, Brenner et leur équipe au milieu du XXe siècle. La correspondance entre le codon et l’acide aminé a été vérifiée en 1961. Le code complet a été brisé par Har Gobind Khorana en 1968.
