Les acides aminés sont les unités fondamentales de tous les organismes vivants et sont nécessaires pour la structure, la fonction et la régulation de l’organisme. Ces acides aminés sont créés à partir de l’information génétique codée sur l’ADN. Le processus de synthèse des protéines implique la traduction de l’information génétique de l’ADN en chaînes d’acides aminés à l’aide de codons.
Les codons sont des séquences de bases nucléotidiques (les lettres de l’ADN) qui codent pour un acide aminé spécifique. La plupart des acides aminés ont plusieurs codons, ce qui signifie que plusieurs séquences de bases nucléotidiques différentes peuvent coder pour le même acide aminé. Mais pourquoi y a-t-il plusieurs codons pour chaque acide aminé?
La nature redondante du code génétique
L’un des premiers concepts à comprendre est la redondance du code génétique. Il y a 64 codons différents qui peuvent être formés à partir de combinaisons uniques des quatre bases nucléotidiques, mais il n’y a que 20 acides aminés. Le code génétique est redondant, ce qui signifie que plusieurs codons peuvent coder pour le même acide aminé. Ceci est possible en raison de l’existence de ce que l’on appelle la dégénérescence des codons.
La dégénérescence des codons fait référence à la relation entre les codons et les acides aminés qu’ils codent. Les deux premières bases du codon déterminent généralement l’acide aminé qu’il code, tandis que la troisième base est souvent plus flexible. Par exemple, les codons GUU, GUC, GUA et GUG codent tous pour l’acide aminé valine.
Cette redondance dans le code génétique permet une certaine flexibilité dans le processus de synthèse des protéines et réduit le nombre d’erreurs potentielles dans la traduction de l’information génétique en protéines.
La minimisation des erreurs dans le processus de traduction
Une autre raison pour laquelle les acides aminés ont plusieurs codons est de minimiser les erreurs potentielles dans le processus de traduction. Les codons sont souvent mal lu lors de la synthèse des protéines, et les erreurs peuvent entraîner la formation d’acides aminés incorrects dans la séquence de la protéine.
Plusieurs codons pour chaque acide aminé garantissent que si un codon est lu de manière incorrecte, il y a une chance qu’un autre codon spécifique puisse coder pour le même acide aminé, minimisant ainsi le risque de formation d’acides aminés incorrects dans la protéine.
Une autre façon dont la redondance des codons aide à minimiser les erreurs est en réduisant le risque de mutations. Les mutations dans le code génétique peuvent être causées par des erreurs lors de la réplication de l’ADN ou par des événements environnementaux. Si les mutations se produisent dans les parties du code génétique qui codent pour des acides aminés, la redondance des codons peut aider à minimiser l’impact de ces mutations.
Par exemple, supposons qu’il y ait un changement dans la troisième base d’un codon qui encode la valine. Si cette mutation entraîne la formation d’un autre codon qui code également pour la valine, cela ne causera pas de changement dans la séquence de la protéine.
La coévolution des acides aminés et des codons
La raison pour laquelle certains acides aminés ont plusieurs codons et d’autres n’en ont qu’un peut être liée à la coévolution des acides aminés et des codons. Les acides aminés qui sont utilisés plus fréquemment dans les protéines ont tendance à avoir plus de codons, tandis que les acides aminés moins couramment utilisés n’ont souvent qu’un seul codon.
Cela peut s’expliquer en partie par le fait que les codons qui codent pour les acides aminés les plus couramment utilisés ont été soumis à une pression sélective plus forte pour maintenir la dégénérescence des codons. Les codons pour les acides aminés moins couramment utilisés ont subi moins de pression sélective en raison de leur utilisation moins fréquente et ont donc moins de codons.
De plus, les acides aminés avec plusieurs codons peuvent avoir des propriétés chimiques légèrement différentes, ce qui peut affecter leur rôle dans la structure et la fonction de la protéine. Par exemple, l’isoleucine et la leucine ont tous deux trois codons chacun, mais ils ont des propriétés chimiques légèrement différentes qui peuvent affecter leur rôle dans la structure et la fonction de la protéine.
carboxyl group amino acid | Les points importants
Conclusion
La présence de plusieurs codons pour chaque acide aminé est un aspect important de la structure du code génétique et de la synthèse des protéines. Cette redondance des codons permet une certaine flexibilité dans le processus de synthèse des protéines, réduit le risque d’erreurs et de mutations dans le code génétique, et peut être liée à la coévolution des acides aminés et des codons.
Bien que la dégénérescence des codons soit un concept simple, elle est importante pour comprendre comment l’information génétique est traduite en protéines et comment les protéines sont construites. En fin de compte, la connaissance de cette structure complexe peut aider à développer des thérapies pour les maladies causées par des mutations dans le code génétique ou d’autres problèmes liés à la synthèse des protéines.