Traducteur de codons d'ADN

Saisissez une séquence d'ADN pour voir ses codons d'ARN, sa traduction en acides aminés et sa teneur en GC.

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Soixante-quatre codons pour vingt acides aminés 🖖

Soixante-quatre codons, vingt acides aminés et trois signaux stop : le code est nécessairement redondant, et cette redondance se concentre en un point précis. Les codons qui désignent un même acide aminé ne diffèrent presque toujours que par la troisième base, celle que l’anticodon d’un ARNt lit avec le plus de souplesse — le « wobble » de Crick. Ainsi, une grande partie des substitutions d’une seule base à cette position modifient l’ADN sans toucher à la protéine. Cliquez sur Mutation silencieuse, puis sur Codon initiateur : une seule base diffère, mais la séquence compte les cinq mêmes acides aminés. Cette organisation est-elle vraiment efficace ? Freeland et Hurst ont produit un million de codes alternatifs ; selon leur mesure du coût d’une erreur, un seul amortissait mieux les erreurs que le code réel.

Lire la vie trois lettres à la fois 🖖

Une cellule lit l’ADN par groupes non chevauchants de trois bases, appelés codons. La traduction commence au codon initiateur ATG, qui code aussi la méthionine, puis avance codon par codon jusqu’à un signal stop : TAA, TAG ou TGA. Cet outil découpe votre séquence en triplets et indique l’acide aminé correspondant à chacun. Le point où vous commencez la lecture est déterminant : décalez-le d’une seule base, et tous les codons suivants changent, produisant une protéine entièrement différente.

Le code 'universel' a des dialectes 🖖

Le code génétique est presque universel, mais pas tout à fait. Vos propres mitochondries le lisent différemment du reste de vos cellules : TGA, normalement un signal d'arrêt, se lit comme le tryptophane, ATA devient méthionine au lieu d'isoleucine, et AGA/AGG passent d'arginine à codon-stop. Certains ciliés unicellulaires réassignent même les codons-stop à la glutamine. Le même triplet peut donc signifier des choses différentes selon le génome qui le lit.

À quoi ressemble une vraie séquence

Cinq séquences à connaître — et une qui n’est pas un gène

Le champ ci-dessus démarre sur dix-huit bases inventées. Ces cinq-là sont réelles : quatre cadres de lecture tirés des banques de séquences et un fameux morceau d’ADN qui n’en est pas un. Cliquez sur l’une d’elles pour la charger dans l’outil.

Séquence Bases Longueur GC Se traduit par
β-globine humaine, huit premiers codons ATGGTGCATCTGACTCCTGAGGAG 24 pb 54,2% Met-Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Glu
La même, avec la mutation drépanocytaire ATGGTGCATCTGACTCCTGTGGAG 24 pb 54,2% Met-Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Glu
Protéine fluorescente verte, début ATGAGTAAAGGAGAAGAACTTTTCACTGGA 30 pb 36,7% Met-Ser-Lys-Gly-Glu-Glu-Leu-Phe-Thr-Gly
Peptide signal de la préproinsuline, début ATGGCCCTGTGGATGCGCCTCCTGCCCCTGCTG 33 pb 69,7% Met-Ala-Leu-Trp-Met-Arg-Leu-Leu-Pro-Leu-Leu
Le contexte de Kozak — pas un cadre de lecture GCCACCATGG 10 pb 70,0% Ala-Thr-Met

Lisez les deux premières lignes ensemble : rien d’autre sur cette page ne pèse autant. Elles diffèrent d’une seule base sur vingt-quatre, la vingtième, et la colonne de traduction en fait : Glu devient Val en septième position. Cette substitution unique, c’est la drépanocytose. Le reste est affaire d’échelle et de variété : le GC va de 36,7 % dans une protéine de méduse à 69,7 % dans le peptide signal de l’insuline humaine — être riche en GC en dit donc plus sur l’organisme et la portion du gène que sur la fonction. Et la dernière ligne est une mise en garde contre cet outil, pas un exemple pour lui. Le contexte de Kozak est le signal qui marque où la traduction doit COMMENCER ; il n’est pas lui-même un cadre de lecture, et l’outil le traduit pourtant volontiers en Ala-Thr-Met. Une calculatrice ne peut pas vous dire si votre question a un sens.

Problème entièrement résolu

  1. Un codon de trois lettres pour dix-huit bases et 33,3 % de GC 5 étapes

    Dix-huit bases, six codons, 33,3 % GC. Expliquez pourquoi un codon de trois lettres est le plus court qui puisse fonctionner, et ce qu'apporte la capacité restante.

    1. La séquence se divise en codons de trois bases, donc dix-huit bases en donnent six — et la dernière est TAA, un codon stop, ce qui explique pourquoi cela se lit comme un court gène complet.

    2. La teneur en GC compte les bases G et C, soit six sur dix-huit. Cela a son importance car les paires G–C possèdent trois liaisons hydrogène contre deux pour A–T, si bien qu'une séquence riche en GC fond à une température plus élevée.

    3. Passons à la question de la taille. Quatre bases prises deux à deux donnent 16 combinaisons — soit moins que les 20 acides aminés qui doivent être codés, de sorte que les paires ne peuvent pas fonctionner.

    4. Trois bases à la fois donnent 64 combinaisons, pour 21 éléments à désigner en comptant le signal stop. Trois est donc la longueur de mot réalisable la plus courte, et elle a été déduite avant d'être observée.

    5. Cela laisse 64 combinaisons associées à 21 significations, soit environ trois codons par signification. Ce surplus est consacré à la redondance et non à l'ambiguïté : plusieurs codons désignent le même acide aminé, mais aucun n'en désigne deux.

    Réponse

    L'outil affiche 18 bp, 6 codons et 33,3 % GC. La redondance est l'élément ayant des conséquences. Comme les synonymes diffèrent généralement par la troisième base, une mutation à cet endroit ne change souvent rien du tout — le code possède une tolérance aux erreurs intégrée qui est une propriété du codage lui-même, et non d'un mécanisme de réparation. Le cadre de lecture présente la propriété inverse : supprimez une base et tous les codons suivants sont regroupés, transformant le reste du gène en séquence absurde. Une même structure à trois lettres rend ainsi un type d'erreur presque anodin et l'autre catastrophique.

Références (6)

Exemples de problèmes

  • Codon d'initiation - ATG AAA CGT TTT GCC TAA : six codons donnant Met-Lys-Arg-Phe-Ala-Stop, avec 33,3 % de GC. C’est la séquence de l’exercice résolu.
  • Riche en GC - Sur 16 bases, 14 sont des G ou des C : la teneur en GC atteint donc 87,5 %, avec une température de fusion élevée. Seize n’étant pas un multiple de trois, la dernière base n’appartient à aucun codon.
  • Cadre de lecture ouvert - 54 bases, 18 codons, avec TAA pour terminaison. L’ATG du codon 13 correspond à une méthionine interne, et non à un second codon initiateur : un cadre de lecture n’a qu’un seul début.
  • Mutation silencieuse - Une seule base distingue cette séquence du Codon initiateur : CGT est devenu CGC. Tous deux codent encore Arg, si bien que la protéine reste inchangée. Seule la teneur en GC passe de 33,3 % à 38,9 %.