Bonjour,
Allez je relance ma "grande question" puisque jusqu'a present je n'ai toujours pas obtenus une reponse totalement satisfaisante.
Pourquoi le code genetique n'est il constitue que par des associations de trois bases (les codons) ? .
Quelles raisons voyez vous qui empecheraient d'imaginer le developpement d'une forme de vie totalement differente base sur un code genetique a 2 voir 4 nucleotides?
Yoyo
Dernière modification par piwi ; 02/03/2008 à 12h05.
Les codons à 3 bases c'est la version la plus optimisée pour 20 acides aminés : moins c'est pas assez, plus ça fait plus de redondance sans rien apporter.
Cependant, rien ne m'empêche d'imaginer une vie ailleurs n'obéissant pas à cette règle...
Salut,
Je te ferais la même réponse que je t'avais faites et que yoda a parfaitement
résumée.
Moins c'est pas assez,
Plus c'est trop.
Je vois pas ce qui te gène là dedans ? Un des principes qui se dégage de l'évolution est "la loi du moindre effort", t'es pas d'accord ?
A+
seb
Idem que seb00 lien
Je fais toutefois quelques corrections mineures
Il m'avait aussi été dit que parmis les AA existants certains pouvaient être codés de plusieurs façons...3 est un nombre très faible en effet, mais rien n'empêche d'imaginer un AA constitué de 2 codons avec 5 (ou 6 bases) différentes, nous serions encore au delà du nombre d'AA possibles et la complexité ne s'en trouverait pas changée, au contraire par certains aspect elle serait même plus simple ou le contraire des AA constitués de 4 codons parmi 3 bases différentes.
Donc en restant dans des nombres relativement bas nous avons comme potentiel d'AA possibles : 25 ou 36, 64 et 81.
(bon là, il nous faut un mathématicien spécialiste de l'analyse combinatoire. Pour répondre à la question suivante :
Quelle est l'expression la plus complexe 5<sup>2</sup> (ou 6<sup>2</sup>) ou 4<sup>3</sup> ou 3<sup>4</sup> ?)
Mais surtout quelle est la plus économique rapport qualité/prix ?
Je m'explique, sur les 64 AA théoriques possibles seul ~ 1/3 sont utilisés. Ce qui signifie que comme fréquement dans le monde du vivant, il y a un gaspillage (à première vue) énorme des ressources.
Étant donné les nombres sur lesquels on joue je ne pense pas que la question de Yoyo soit existentielle, je pense qu'il doit exister une raison logique (Chimique ? Physique ?) à ce que les AA soient constitués de 3 codons parmi 4 bases, si l'on prend les possibilités que j'ai citées ci-dessus, on peut voir qu'il s'agit d'une solution 'moyenne', mais ce raisonnement simpliste ne me satisfait pas.
Donc j'en profite pour poser cette question :
Sur les 64 possibilités de codage d'AA combien sont utilisées ?
Damon
Qui vient de trouver sa signature.
Un EeePc ça change la vie !
Je n'ai pas dit que plus était trop. C'est simplement superflu, mais je pense qu'une vie avec des codons de 4 bases aurait pu se développer.
Par contre il y a un ordre de grandeur à partir duquel on pourrait sans doute dire que c'est trop, car la vie n'aurait pu se développer ainsi. (mais je ne sais pas lequel).
@Damon
Je n'ai pas bien compris ton intervention.
Rappel : un codon est une suite de 3 bases et il correspond soit à un acide aminé, soit à une "commande d'arrêt".
Il existe 4 bases possibles, qu'on appelle en abrégé A, T, G, C. Elles s'apparient entre elles, A avec T et G avec C.
On peut imaginer plus de bases possibles (mais là c'est de la SF) mais on s'éloigne de la question de Yoyo qui parle de ce qui se passe sur Terre.
Par contre on peut imaginer un codon avec plus de bases, mais au choix parmi les 4 mêmes bases. Je pense que c'est sur cela que s'interrogeait Yoyo...
MESSAGE DE LA MODERATION
La disgression a ete effacee.
Yoyo
Responsable du forum
Merci pour toutes vos reponses.
Bon la reponse il y a 3 bases pas codons car il y a 20aa ne me conviens pas car si la vie avait du /(pu?) utiliser un code a 4 bases alors elle aurait sans doute pu utiliser plus d'aa (a titre de rappel seuls 22aa sont utilise dans le vivant parmi la centaine existant dans l'univers!)...
Pour ce qui est de "la vie va vers l'economie" c'est finaliste ,mais sans doute assez vrai... ceci etant dit on pourrait imaginer qu'un code genetique a 4lettres permettrait une plus grande capacite d'adaptation.
D'ailleurs je tiens a vous faire remarquer que dans quelques cas bien particulier un ARNt (molecule qui lit le codon) s'apparie non pas sur 3 mais sur 4 bases!...
Si j'ai bien compris. Il y a 64 combinaisons possible avec 3 bases par codons et 4 bases possibles (pour yoda: il existe de nombreuses autres bases dans les ARN autre que A C U G).Envoyé par Damon
Certaines de ces combinaisons sont redondantes...mais toutes sont utilises par la cellule.
Comme il y a 20 aa standards + 2 autres, alors je repondrais qu'il existe 20 groupes de codage donnant le meme aa (mais encore une fois je suis pas sur d'avoir bien saisi la question :?
Yoyo
Faut-il vraiment considérer que la vie sur Terre est un modèle unique ?
Il y a eu un "choix" à ce niveau : on a 22 acides aminés, un codon de 3 bases, et 4 bases. Rien n'empèche d'imaginer que ça aurait pu être différent, et rien n'est moins sûr que la configuration terrestre soit optimale. Elle l'est juste pour les codons de 3 bases à condition d'avoir 22 aa et 4 bases différentes.
Comme on doit coder 22 mots différents 23 avec le stop) à partir d'un alphabet de 4 lettres, on a forcément redondance. En effet, si on faisait des mots de 2 lettres, on aurait 4² soit 16 mots différents. Ce n'est pas assez. Si on en fait de 3 lettres on a 4 fois plus de choix, soit 64 mots. C'est plus que suffisant.
Pourrais-tu 'en dire plus sur les autres bases utilisées ? Ce sont des bases qui en remplacent d'autres (comme le U pour le T) ? Ou alors elles sont vraiment supplémentaires ? Dans ce cas ce serait une véritable révolution scientifique...
Et pour l'ADN, qu'en est-il ?
Comme un bon schema vaux mieux qu'un long discours, le plus simple est encore de donner la table du code genetique
Bonne lecture.
J'espere que ca aidera.
Yoyo
Yoda
Ce que tu suggères en parlant de codons à 2 bases relève exactement du même cheminement intellectuel que celui que j'ai développé plus haut.
Yoyo
Merci, c'est exactement ce que je voulais.
Damn
Qui va examiner ce tableau de plus près
Un EeePc ça change la vie !
C'est loin d'être de la SF...
La preuve
Et un extrait de celle-ci.
Si des chercheurs on créé cela, rien n'empêche de penser que ces bases ont existés et aient été abandonnées, relativement tôt, au cours de l'évolution.C’est une nouvelle genèse.L’invention d’une forme de vie qui n’existait pas sur Terre.Des chercheurs japonais sont parvenus à créer un ADNà sixbases.Ajoutant aux quatre bases naturelles que partagent tous les organismes vivants de la planète - A,G,T,C - deux nouvelles « lettres artificielles», S et Y. Avec cette création, l’homme enfreint, pour la première fois, les lois du langage génétique.Et s’immisce dans la marche de l’évolution.
Damn
Qui remarque une fois de plus que la réalité dépasse la fiction...
Un EeePc ça change la vie !
Si j'ai parlé de SF, c'est parce que ça ne concerne pas une vie existant naturellement sur Terre actuellement. On peut imaginer qu'une telle vie existe sur une autre planète, je l'ai déjà dit, mais dans ce cas il n'est pas sûr qu'on y retrouve des codons à 3 bases.
D'ailleurs, ce n'est pas idiot, il est possible aussi que ça ait existé au tout début de l'apparition de la vie. Le problème c'est que pour l'instant on n'en sait rien, et que donc on reste dans le domaine de l'imagination, voila pourquoi j'ai parlé de SF.
En fait, la question que j'ai vu chez Yoyo, c'est pourquoi on a des codons à 3 bases étant donné les 22 acides aminés et les 4 bases différentes. si on change ces conditions, il me semble probable qu'on pourrait avoir des codons d'une longueur différente...
Et si on ne les change pas ? Pour moi, ça aurait été possible, des codons à 4 ou 5 bases, parce que j'ai du mal à croire qu'il y aurait une optimisation systèmatique.
la question "pourquoi trois bases" est-elle scientifique ?
>Yoda
Pour ce qui est des autres bases trouvées naturellement dans les ARN il y a I, Q, psi, W pour les plus courantes. Ensuite de nombreuses sont modifiees par ajout d'un groupement methyl ou plus complexe... chacune de ces bases a des proprietes biochimiques importantes pour l'activite des ARN dans les quel ont les trouves.
>Ledonia
Heu ... tu pourrais un peu preciser ta question s'il te plait ?
Yoyo
Heu ... tu pourrais un peu preciser ta question s'il te plait ?
Yoyo[/quote:64604dd3da]
et bien trois bases utilisées pour désigner un codon est ce qui fonctionne dans le vivant et l'objectif de la science est de décrire ce qui lui apparait et non de s'intéroger sur les raisons pour lesquelles telle solution existe plutôt que telle autre.
Par contre on peut s'interroger sur l'avantage que représente telle solution et ce n'est pas la même question.(deux bases étaient insuffisantes, quatre superflues, mais dans ce cas pourquoi utiliser les soixante et une combinaisons et pas seulement vingt, pourquoi trois codon stop et pas quatre ....) La question pourquoi est ambigue parce qu'elle sous tend une finalité.
Ah je vois mieux ce que tu voulais dire
Je ne suis pas entierement d'accord avec toi sur l'objectif de la science. Certes il y a un objectif descriptif, mais le fait de s'interroger sur le pourquoi de l'existence d'une chose, peut permettre par consequent de comprendre pourquoi une autre solution n'a pas ete retenue par la selection naturelle. Et c'est a mon avis aussi important de comprendre comment les choses fonctionnent que de comprendre pourquoi d'autres ont ete elimine. Les deux aspects sont important pour arriver a faire progresser la comprehension des mécanismes regissant le monde du vivant.
tu dis que 4 est superflues... je modulerai en disant qu'en l'etat actuel de nos connaissances il ne semble pas exister d'organisme utilisant un code genetique a 4 bases. mais je serais surpris que dans les annees a venir on n'en decouvre pas!... car l'histoire de la biologie, nous montre qu'aucun dogme, qu'aucune regle supposee absolue et universelle n'a pas ete finallement remis en cause... les "exceptions" semblent etre une generalite
Yoyo
Peut-être...peut-être pas !
Posons nous alors la question inverse : Quel avantage aurait un système à 4 bases par codons ?
Mis à part une meilleure tolérance des mutations (du fait d'une plus grande dégénerescence du code) j'en vois pas vraiment...
En tout cas si l'on trouve des organismes qui fonctionne comme ça, on ne pourra pas dire qu'ils soient une réussite évolutive puisque tout les autres organismes que nous connaissons travaillent avec 3 bases par codon.
Le fait même que l'on ait pas encore découvert de tels organismes signifie qu'un système à 4 bases est un désavantage évolutif (sinon ils auraient proliférés et on les aurait déjà vus).
A+
seb
C'est une bonne question! j'en vois une tres simple etendre le repertoire d'acides amines utilisables dans les proteines.
Il y a plusieurs choses dans ton message:
1. pas une reussite adaptative dans nos conditions de vie la je suis d'accord! dans d'autre systeme on ne peut presager de rien!
2. Qui te dis que tous les organismes ne synthetisent pas de telles proteine a partir d'un code genetique alternatif? es tu vraiment certains qu'on l'aurai decouvert? comment aurait on pu le mettre en evidence?
Moi je n'en suis pas aussi sur que toi! A moins de le rechercher specifiquement tu n'as aucune chance de decouvrir un code alternatif! J'irai meme plus loin en disant que (au moins chez les eucaryotes superieurs) il y a largement la place dans les chromosomes pour un tel code! Ne serait-ce que chez l'homme tout ce qui est appele "l'ADN non codant" pourrait etre des genes utilisant un autre code genetique! comme cet ADN" non codant" represente 90% du genome alors on voit vite un paradoxe apparaitre (et ca serait bien marrant!) le systeme de traduction que l'on connait actuellement ne serait finallement que minoritaire
Bon je sais ca ressemble plus a du delire qu'a autre chose! mais qui sait
je vous rappel tout de meme qu'on estime a moins de 100000 le nombre de genes humains, et a plus de 300000 le nombre de proteines!..hum hum hum)
Yoyo
Héhé je savais que tu en viendrais là...
Quel serait l'avantage à utiliser d'autres acides aminés que les 20 habituels (plus 2 atypiques)?
Prenons un protéine moyenne de 50kD cela fait 500 acides aminés environ, soit...ifiniment de possibilités de combinaisons (j'ai pas de calculatrice sous la main), penses-tu qu'il y en ai besoin de plus ?
De plus si un organisme se mettait à utiliser des acides aminés complètement atypiques (et donc non disponibles dans l'envirronement) cela signifierait utiliser une machinerie enzymatique supplémentaires pour les produires (et une dépense énergétique de plus).
Si tu considères des conditions de vie très différentes on peu aussi imaginer tout un système de support de l'info. différent, etc...Il y a plusieurs choses dans ton message:
1. pas une reussite adaptative dans nos conditions de vie la je suis d'accord! dans d'autre systeme on ne peut presager de rien!
Tu oublies que la plupart des gènes et des protéines avec lesquels nous travaillons (enfin du moins moi) sont issus d'un clonage à partir de la protéine (séquençage de la protéine puis recherche du gène). Si un système à 4 bases par codon existait, il y aurait eu un bug dans cette méthode.2. Qui te dis que tous les organismes ne synthetisent pas de telles proteine a partir d'un code genetique alternatif? es tu vraiment certains qu'on l'aurai decouvert? comment aurait on pu le mettre en evidence?
Moi je n'en suis pas aussi sur que toi! A moins de le rechercher specifiquement tu n'as aucune chance de decouvrir un code alternatif!
Je t'accorde quand même que l'on ne connait pas la biologie moléculaire des tous les organismes terriens
Ah ! depuis qu'on en parle de ton prix nobel !J'irai même plus loin en disant que (au moins chez les eucaryotes superieurs) il y a largement la place dans les chromosomes pour un tel code! Ne serait-ce que chez l'homme tout ce qui est appele "l'ADN non codant" pourrait etre des genes utilisant un autre code genetique! comme cet ADN" non codant" represente 90% du genome alors on voit vite un paradoxe apparaitre (et ca serait bien marrant!) le systeme de traduction que l'on connait actuellement ne serait finallement que minoritaire
Je reccuse totalement ce genres d'arguments les modifications post-transcriptionnelles et post-traductionnelles suffisent largement à expliquer ça !!!je vous rappel tout de meme qu'on estime a moins de 100000 le nombre de genes humains, et a plus de 300000 le nombre de proteines!...
A+
seb
le fait de s'interroger sur le pourquoi de l'existence d'une chose, peut permettre par consequent de comprendre pourquoi une autre solution n'a pas ete retenue par la selection naturelle.
dans ce cas ta question pourrait être formulée différemment : en quoi cette solution présente-t-elle un avantage sélectif ? Encore une fois l'utilisation du pourquoi est ambigu c'est ce qui motivaiT ma première question. Mais maintenant je comprends ce que tu voulais dire.
je suis d'accord avec la prudence que l'on doit utiliser quand il s'agit d'affirmer une connaissance scientifique. Toutefois, étant donnée nos connaissances actuelles sur les mécanismes de l'évolution il parait très improbable qu'un autre système de codage soit utilisé par les êtres vivantsen l'etat actuel de nos connaissances il ne semble pas exister d'organisme utilisant un code genetique a 4 bases.
Effectivement, le nombre de combinaison avec 500 aa est importantes, (mais bon 50KD ne me semble pas vraiment etre le poids "moyen" d'une proteine, c'est tout de meme gros!)
Oui biensur, ce que je voulais dire est que de nos jours c'est vrai, maintenant comme il a ete dit plus tot, ca a pu exister, ou ca pourrait apparaitre!
Je ne pense pas que ce soit le cas general (en tout cas actuellement), maintenant que l'on dispose des genomes, l'ordre le plus generalement suivi pour travailler sur un gene est me semble t'il:
1. recherche d'homologie -> 2. clonage du fragment d'ADN cense contenir le gene -> 3. analyse de l'expression de ce gene (deletion, expression etc..).
De plus historiquement je dirais que ton ordre n'est pas le bon, c serait plutot:
1. identification d'un phenotype mutant -> 2. recherche par complementation du fragment d'ADN permettant de restaurer le phenotype sauvage -> 3. analyse de ce fragment d'ADN.
Car faut pas perdre de vue que purifier une proteine pour la sequencer c'est plus que fastidieux, c'est souvent extremement difficile etant donne le faible niveau d'expression de la plus part d'entre elles (et tu ne peux pas les sur-exprimer puisque tu ne connais pas le gene!). Et le sequençage de proteine ca coute cher!
Quant au bug dans cette methode a mon avis tu ne l'aurais meme pas vu, Au moins pour une raison: la nature chimique differente des aa modifierait les proprietes de la proteine ce qui affecterait les methodesde detection de purification (bref tu te rendrais meme pas compte que ta proteine est la!).
Ensuite tu oublies un peu vite que l'on ne connait pas la fonction de 10% des proteines presentent dans une cellules!... Lorsque le premier genome eucaryote a ete entierement sequences, les chercheurs se sont appercu que par les technique de biologie moleculaire et de genetique et de biochimie, ils n'avaient identifies que 30% des genes (ce qui signifie qu'aucune fonction n'a pu etre attribuee à 70% des genes en laboratoire !!!). Ca a ete une enorme surprise!. Pourtant cet organisme etait etudie depuis des decennies! tout ca pour dire qu'on peut croire connaitre parfaitement quelquechose et finir par s'appercevoir que l'on ne connais qu'une infime partie!
Moque toi...Ah ! depuis qu'on en parle de ton prix nobel !8)
NON, pas a ma connaissance. Je parle bien de proteines differentes pas de proteines modifiees post-traductionellement!.
donc ne reste que les mecanismes post-transcriptionnels et traductionnels
parmi ceux-ci on trouve:
-epissage alternatif
-editing
-epissage en trans
-demarrage alternatif de la transcription
-translecture
-frameshifting
-initiation traductionelle alternative
-trans-traduction (pas demontre chez les eucaryotes).
-hopping
mais tous ces évènements ne suffisent pas a rendre compte de la grande difference entre les resultats attendus et ceux observes! (ceci dit il n'est pas impossible que les estimations soient totalement fausses, car il est tres complique (voir impossible) d'identifier avec certitude un gene par informatique.
>Lédonia:
Je suis d'accord avec ta reformulation de la question (elle est d'ailleurs plus belle comme ca
Yoyo
est ce une hypothèse sur laquelle travaille des scientifiques en ce moment ?Ne serait-ce que chez l'homme tout ce qui est appele "l'ADN non codant" pourrait etre des genes utilisant un autre code genetique! comme cet ADN" non codant" represente 90% du genome
Bonjour,
Je ne suis pas du tout d'accord avec cette affirmation:
En effet on aurait pu dire ceci pour pas mal d'organismes et de fonctions avant de les voir apparaître (si ça existe pas c'est donc parce que ça a des raisons de ne pas exister...).En tout cas si l'on trouve des organismes qui fonctionne comme ça, on ne pourra pas dire qu'ils soient une réussite évolutive puisque tout les autres organismes que nous connaissons travaillent avec 3 bases par codon.
Le fait même que l'on ait pas encore découvert de tels organismes signifie qu'un système à 4 bases est un désavantage évolutif (sinon ils auraient proliférés et on les aurait déjà vus).
Par exemple des animaux ayant des adaptations au vol, on n'en a vu que très tard... et à mon avis le vol aurait pu être avantageux bien plus tôt.
Dans l'évolution il y a souvent des seuils difficiles à franchir pour passer d'une forme à une autre, et ça explique parfois la rareté des événement de passage d'une forme à l'autre. En effet, certaines "nouveautés" nécessitent non une simple mutation mais un ensemble de caractères conjugués (cf l'exemple du vol). On peut très facilement imaginer qu'en ce qui concerne la machinerie de base de la cellule (transcription, traduction...) ce n'est pas si facile de passer d'un système à 3 base à un système à 4 bases (ça entraînerait des bouleversements énormes, pas si facilement gérables).
Si ça se trouve (qui peut savoir?) un système à 4 bases pourraît connaître un succès énorme et même supplanter le système "3 bases"... mais un tel événement est quasiment inimaginable pour un être pluticellulaire. Il faudraît donc imaginer repartir de bactéries ou eucaryotes très simples, et pour ariver à des êtres pluricellulaires on auaraît encore beaucoup de chemin à faire.
Dans la nature tout est loin d'être optimal. Bon si on prend comme exemple l'oeil (soit-disant si parfait): en fait l'irrigation de l'oeil se fait par un vaisseau qui passe devant la rétine. Ce qui a comme inconvénient de créer la "tache aveugle". Ce défaut est compensé par des petits mouvements imperceptibles de l'oeil. On pourrait imaginer un oeil optimisé avec le vaisseau passant derrière la rétine: ce système pourraît être nettement plus adapté. On ne l'observe pas certainement parce que la transition de l'un à l'autre est très difficile.
Sinon pour ce qui reste à découvrir:
Yoyo a raison, les dogmes sont souvent faits pour s'effondrer. On a pensé que l'information génétique ne pouvait aller que de l'ADN vers l'ARN... la transcription réverse des rétrovirus a montré que l'inverse était possible. On pensait que seules les mitochondries maternelles étaient transmises à la descendance. En fait il y a des cas où les mitochondries paternelles sont transmises...
Alors pourquoi pas le système à 4 bases?
K
Nomina si nescis, perit et cognito rerum.
Je ne crois pas, mais sait on jamais?
Le probleme est d'arriver a ne serait-ce faire qu'accepter l'idee que ce soit possible! les mentalites sont difficiles a faire evoluer, on s'accroche aux dogmes existants autant que possible!... difficile de remettre en cause des choses aussi fondamentales!
Yoyo
c'est vrais que les dogmes sont dangeureux, mais toute connaissance avancée n'est pa un dogme! et pour remettre en cause un dogme il faut s'appuyer sur des faits qui les dénoncent. Sinon c'est la porte ouverte à toutes les spéculations possibles et dans quel but ?Le probleme est d'arriver a ne serait-ce faire qu'accepter l'idee que ce soit possible! les mentalites sont difficiles a faire evoluer, on s'accroche aux dogmes existants autant que possible!... difficile de remettre en cause des choses aussi fondamentales!
Biensur, ne remettons pas en cause tout a tort et a travers! ca ne ferait pas avancer les choses!...ce que je voulais dire c'est qu'il ets meme parfois difficile d'envisager que les choses puissent fonctionner differemment tellement la culture(l'histoire) scientifique peut etre forte!
Donc je trouve genial de dire : Hey, et si il existait des genes utilisant un code genetique a 4bases par codon?
Ensuite si on veut aller plus loin, il faut proposer des experiences et confronter cette idee avec les resultats experimentaux.
Yoyo
mais pourquoi justement cette connaissance là et pas une autre ?
Pour deux raisons:mais pourquoi justement cette connaissance là et pas une autre ?
L'une tres generale, qui est qu'a mon avis c'est l'un des derniers grands dogmes de la biologie moderne a ne jamais avoir ete remis en cause.
La seconde d'un point de vue plus personnel, c'est dans mon domaine de competence!
Yoyo
