L’information génétique d’un organisme est exprimée par un système connu sous le nom de code génétique, dans lequel les codons de l’acide ribonucléique messager (ARNm) jouent un rôle important. Les codons d’ARNm sont des ensembles de nucléotides qui servent de matrice pour la synthèse des protéines. Cette matrice est créée par transcription à partir d’acide désoxyribonucléique (ADN). L’ARNm interagit plus tard avec l’ARN de transfert (ARNt) pendant la traduction, formant une chaîne polypeptidique d’acides aminés. Chaque codon d’ARNm se compose de trois bases qui correspondent aux bases correspondantes sur un anticodon d’ARNt, qui à son tour est attaché à un acide aminé spécifique.
Les brins d’ADN et d’ARN sont constitués de chaînes de nucléotides qui sont connectés les uns aux autres via un appariement de bases complémentaires. Les quatre bases nucléiques de l’ADN, qui sont les composants clés des molécules nucléotidiques, sont l’adénine (A), la thymine (T), la guanine (G) et la cytosine (C). Dans l’ARN, l’uracile (U) remplace la thymine. L’adénine s’apparie avec la thymine ou l’uracile, tandis que la guanine s’apparie avec la cytosine.
L’ARNm est une matrice créée à partir de l’ADN par un processus appelé transcription. L’enzyme ARN polymérase divise la double hélice d’ADN et associe les simples brins d’ADN à des bases d’ARN complémentaires. Par exemple, un ensemble de bases d’ADN lisant AATCAG créera un ensemble d’ARNm lisant UUAGUC. Le brin d’ARNm se rompt ensuite pour un traitement ultérieur.
Les organites appelés ribosomes sont le site de la traduction, le processus par lequel l’ARNm est décodé en une protéine correspondante. En traduction, l’ARNm est « lu » comme une série de triplets nucléotidiques appelés codons d’ARNm. En utilisant l’exemple du paragraphe précédent, les codons d’ARNm que nous avons sont UUA et GUC. Le processus de traduction associe chacun de ces codons d’ARNm à un anticodon d’ARNt complémentaire. UUA s’appariera avec l’anticodon d’ARNt AAU, et GUC s’appariera avec CAG.
Chaque molécule d’ARNt contient un site anticodon, qui se lie à l’ARNm, et un site terminal, qui se fixe à un acide aminé spécifique. La molécule d’ARNt transporte son acide aminé jusqu’au site de traduction. Lorsque les molécules d’ARNt se lient aux codons d’ARNm complémentaires, ces acides aminés forment une chaîne polypeptidique en croissance. L’ensemble des acides aminés dans la chaîne polypeptidique détermine la structure et la fonction de la protéine synthétisée. De cette façon, les informations d’ADN d’origine sont finalement exprimées sous la forme d’une protéine spécifique.
Pour continuer avec notre exemple, supposons que nous ayons les codons d’ARNm UUA et GUC. UUA code pour l’acide aminé leucine et GUC code pour la valine, de sorte que la chaîne polypeptidique à ce stade serait constituée de leucine suivie de valine. Plusieurs codons d’ARNm correspondent à chaque acide aminé. Un autre codon qui code pour la leucine, par exemple, est UUG.
Certains codons d’ARNm ne codent pas du tout pour un acide aminé et fonctionnent plutôt comme des codons « stop ». Ces triplets signalent la fin de la traduction et se lient à des protéines appelées facteurs de libération, qui provoquent la libération de la chaîne polypeptidique. Les codons d’arrêt de l’ARNm sont UGA, UAG et UAA. Un codon de démarrage correspondant existe également, qui signale le début de la traduction. Le codon de départ habituel est AUG, qui code pour l’acide aminé méthionine.