Lorsque les codons synonymes ne sont pas employés avec la même fréquence, on parle de biais dans l'usage des codon (codon usage bias), ou biais de codon.
Les biais de codon diffèrent d'une espère à l'autre, selon les contraintes propres à chaque espèce (richesse en GC, taux de mutation, réparations). Découvert initialement chez la levure et coli.
A coté du biais propre à l'espèce, il existe des biais propres à certains gènes. Généralement les gènes les plus exprimés sont les plus biaisés, les codons les plus utilisés étant ceux pour lesquels les ARNt sont les plus nombreux (codons sélectionnés pour une plus grande vitesse de traduction)
Il est également proposé que les appariement codon/anticodon riches en paires CG soient sélectionnés car ils minimisent les erreurs de traduction.
Les eucaryotes supérieurs ont aussi des biais correlés à l'expression. P. ex. on trouve chez Arabidopsis 2 classes de gènes différenciées par le choix de pyrimidine à la position silencieuse du codon. Les gènes très exprimés préfèrent C, les autres préfèrent T.
Les biais de codon sont employés de 3 façons:
|
Codon |
E.coli |
D.melanogaster |
H.sapiens | S.cerevisiae |
|
AGT |
3 |
1 |
10 |
5 |
|
AGC |
20 |
23 |
34 |
4 |
|
TCG |
4 |
17 |
9 |
1 |
|
TCA |
2 |
2 |
5 |
6 |
|
TCT |
34 |
9 |
13 |
52 |
|
TCC |
37 |
48 |
28 |
33 |
Usage des codons Sérine dans différents organismes. La levure préfère TCT, l'homme AGC.
Les combinaisons de di-codons sont encore plus biaisées que les codons seuls.
Certaines combinaisons de di-codons causeraient des calage dans la transcription en raison d'interactions particulières entre tRNA, ribosome et mRNA.