ISSCOR: Intragenic, Stochastic Synonymous Codon Occurrence Replacement - a new method for an alignment-free genome sequence analysis

Les codons synonymes n'apparaissent pas à des fréquences égales. L'usage des codons et le biais codonique ont été abondamment étudiés. Par contre, l'ordre dans lequel les codons synonymes se présentent le long d'un gène n'a pas encore été analysé. Cet ordre est-il unique ? A quel point l'enchaînement des codons synonymes non-adjacents est-il important ? Nous présentons ici une nouvelle méthode in silico pour aborder ce problème. Dans cette méthode, appelée ISSCOR, on permute, par une approche Monte-Carlo, les codons synonymes d'un gène. On obtient ainsi un ensemble de séquences nucléotidiques, qui ont le même usage des codons, qui codent pour la même séquence protéique, mais qui diffèrent par l'ordre des codons synonymes. Nous avons analysé la totalité du génome de la bactérie Helicobacter pylori (1574 ORFs) et nous démontrons, par différentes approches informatiques (analyse de la fréquence de distribution des paires de codons ainsi que celle des bigrams de nucléotides dans des paires de codons), que : (i) les codons synonymes s'enchaînent dans un ordre déterminé sur de longues distances (douzaines de nucléotides) ; (ii) l'enchaînement des codons synonymes le long d'un gène est en relation directe avec le codage de la protéine ; (iii) les bigrams nucléotidiques situés sur des paires de codons peuvent être utilisés comme une nouvelle méthode, simple et robuste, pour caractériser les gènes et les génomes. Pour citer cet article : J.P. Radomski, P.P. Slonimski, C. R. Biologies 332 (2009).