Codon - Définition

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- Introduction - Traduction des codons - Historique

Introduction

Un codon est un triplet de nucléotides A, C, U ou G de l'ARN messager (ARNm).

En termes de combinatoire, un assemblage de 3 éléments, pris chacun parmi 4 possibles, conduit à 64 possibilités, le code génétique contient donc 64 codons différents.

Chacun des codons possibles peut désigner l'un des 20 acides aminés naturels (ou, dans de rares cas, la sélénocystéine). Plusieurs codons peuvent désigner le même acide aminé, on parle alors de codons synonymes. Les codons UAG, UGA et UAA ne désignent en général aucun acide aminé; ce sont les codon-stop ou codons non-sens (exceptionnellement, le codon UGA code parfois pour une sélénocystéine, indispensable à la fonction des sélénoprotéines). Quand un ribosome atteint un codon-stop sur l'ARN messager, lors du processus complexe de synthèse des protéines, il s'arrête, libère la protéine terminée et se détache de l'ARN messager.

On distingue aussi le codon d'initiation ou codon de démarrage qui signale le début de la phase ouverte de lecture : AUG (méthionine). Chez les procaryotes, parfois ce codon est GUG ou encore UUG (par exemple, chez E. coli, 77% des séquences codantes commencent par AUG, 14% par GUG et 8% par UUG). En règle générale, toute protéine commencera par une méthionine, quel que soit le codon d'initiation utilisé (ou une N-formyl-méthionine dans le cas des bactéries).

Traduction des codons

La table ci-dessous donne la traduction des codons en acides aminés dans le code génétique standard.

	U		C		A		G
U	UUU	phénylalanine	UCU	sérine	UAU	tyrosine	UGU	cystéine	U
	UUC	phénylalanine	UCC		UAC	tyrosine	UGC	cystéine	C
	UUA	leucine	UCA		UAA	stop	UGA	stop/sélénocystéine	A
	UUG		UCG		UAG	stop	UGG	tryptophane	G
C	CUU		CCU	proline	CAU	histidine	CGU	arginine	U
	CUC		CCC		CAC	histidine	CGC		C
	CUA		CCA		CAA	glutamine	CGA		A
	CUG		CCG		CAG	glutamine	CGG		G
A	AUU	isoleucine	ACU	thréonine	AAU	asparagine	AGU	sérine	U
	AUC		ACC		AAC	asparagine	AGC	sérine	C
	AUA		ACA		AAA	lysine	AGA	arginine	A
	AUG	méthionine/start	ACG		AAG	lysine	AGG	arginine	G
G	GUU	valine	GCU	alanine	GAU	acide aspartique	GGU	glycine	U
	GUC		GCC		GAC	acide aspartique	GGC		C
	GUA		GCA		GAA	acide glutamique	GGA		A
	GUG		GCG		GAG	acide glutamique	GGG		G

Historique

Le terme "codon" a été inventé par le biologiste sud-africain Sydney Brenner en 1960. C'est lui qui, avec Francis Crick a démontré que le code génétique fonctionnait par triplets non-recouvrants, avant même que celui-ci ne soit déchiffré, grâce à une approche génétique extrêmement astucieuse. Le terme "codon" a ensuite été popularisé par ce même Francis Crick au début des années 60.

C'est le biochimiste américain Marshall Nirenberg qui a déchiffré le code génétique et identifié la traduction en acide aminé de chacun des codons dans la première moitié des années 60. Ce travail s'appuya sur son expérience princeps où il montra que l'acide poly-uridylique (ARN formé uniquement de U), permet de synthétiser du poly-phénylalanine, établissant ainsi la correspondance entre le codon UUU et la phénylalanine. Nirenberg fut récompensé par le Prix Nobel en 1968 pour cette découverte.