Relative Synonymous Codon Usage

Le biais d'usage du code (RSCU, pour Relative Synonymous Codon Usage en anglais) désigne l'utilisation préférentielle d'un des triplets de nucléotides ou codons possibles pour coder un acide aminé. En effet, il existe en général plusieurs combinaisons de trois nucléotides codant le même acide-aminé (sauf pour la méthionine et le tryptophane), appelés codons synonymes, mais certaines de ces combinaison sont en général utilisées préférentiellement par la cellule. Cette préférence dépend à la fois de l'organisme, du génome (nucléaire, mitochondrial, chloroplastique, ...), de la région génique et même du gène considéré.

Origine du biais d'usage du code

Il existe deux principales hypothèses (non exclusives) expliquant ce biais d'usage du code: l'hypothèse du biais mutationnel, et l'hypothèse de sélection traductionnelle.

L'hypothèse neutraliste suppose que c'est un biais mutationnel qui serait à l'origine du biais d'usage du code. En effet, la probabilité de mutation d'une base azotée vers une autre varie en fonction des bases considérés. Ainsi, le troisième nucléotide du triplet, moins contraint par la sélection que les deux premiers, aurait tendance à porter préférentiellement certaines bases azotées, en fonction de ces taux de mutation.

L'hypothèse sélectionniste, dite de sélection traductionnelle, considère que le biais est dû à une sélection de certains codons (dits optimaux) parce qu'il permettraient une plus grande vitesse ou une plus grande fidélité de la réplication. Selon cette hypothèse, on trouve d'autant plus de codons optimaux que le gène est exprimé dans l'organisme (car la sélection exercée sur ce gène est plus forte). Cela suppose donc une corrélation entre taux d'expression du gène et biais d'usage du code.

Chez la drosophile, le nématode et l'arabette, on observe que les codons optimaux sont très souvent ceux dont les ARNt complémentaires sont les plus fréquents dans la cellule. Ceci favorise l'hypothèse de sélection traductionnelle. Cependant, l'hypothèse de biais mutationnel semble être dominante chez d'autres espèces. C'est sans doute la grande taille efficace des populations de Drosophiles, de Nématodes et d'Arabettes qui permet à la sélection traductionnelle de s'exercer sur ces espèces.

Utilisations en bioinformatique

L'existence de ce biais d'usage du code permet de repérer les transferts horizontaux de matériel génétique. En effet, comme le biais d'usage du code est souvent différents entre espèces différentes, on peut détecter une séquence issue d'une autre espèce par son biais d'usage du code différent de celui du reste du génome. Ceci permet par exemple de détecter les transferts de gène depuis un organite semi-autonome vers le noyau, ou encore un élément transposable d'origine virale. Cette méthode est cependant limitée dans le temps, car le biais d'usage du code d'une séquence nucléotidique exogène tend à s'homogénéiser avec celui du génome hôte au cours du temps.

Notes et références

Voir aussi

Articles connexes

• Code génétique

Liens externes

Bibliographie

• Portail de la biologie cellulaire et moléculaire