{"id":137,"date":"2006-10-31T19:10:52","date_gmt":"2006-10-31T18:10:52","guid":{"rendered":"http:\/\/www.francois-roddier.fr\/wordpress\/?p=137"},"modified":"2014-10-30T18:54:55","modified_gmt":"2014-10-30T17:54:55","slug":"14-apparition-de-ladn","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.francois-roddier.fr\/?p=137","title":{"rendered":"14 – Apparition de l\u2019ADN"},"content":{"rendered":"

Quelques centaines de millions d\u2019ann\u00e9es apr\u00e8s sa naissance, l\u2019apparition du ph\u00e9nom\u00e8ne d\u2019autocatalyse va r\u00e9volutionner notre plan\u00e8te. Une grande industrie chimique y prend naissance l\u00e0 o\u00f9 l\u2019\u00e9nergie est disponible (1). La convection se charge du transport des mol\u00e9cules. Tout un r\u00e9seau d\u2019\u00e9changes s\u2019\u00e9tablit.<\/p>\n

Cette r\u00e9volution n\u2019est pas sans rappeler la r\u00e9volution industrielle actuelle mais sur une \u00e9chelle de temps beaucoup plus grande. Des ensembles autocatalytiques se d\u00e9veloppent en fonction de la demande. D\u2019autres font faillite ou sont \u201crachet\u00e9s\u201d (englob\u00e9s) par des ensembles plus gros. Des cha\u00eenes de mol\u00e9cules deviennent disponibles sur le march\u00e9. Ce sont les polym\u00e8res. Les premi\u00e8res cha\u00eenes d\u2019acides amin\u00e9s ou polypeptides sont particuli\u00e8rement populaires \u00e0 cause de leur vertus catalysantes. Elles donneront plus tard naissance aux enzymes actuels.<\/p>\n

Tout ceci m\u00e8ne \u00e0 une sorte de \u201cpollution industrielle\u201d. L\u2019environnement change peu \u00e0 peu. Les hypercycles sont fragiles. Il suffit qu\u2019un \u00e9l\u00e9ment de la cha\u00eene fasse faillite pour que toute la production s\u2019arr\u00eate. Plus ces \u00e9l\u00e9ments sont nombreux, plus la probabilit\u00e9 de d\u00e9faillance est \u00e9lev\u00e9e. Au fur et \u00e0 mesure que l\u2019environnement change, de grands ensembles autocatalytiques, qui s\u2019\u00e9taient lentement et \u201csavamment\u201d organis\u00e9s, s\u2019effondrent. Seuls les petits ensembles arrivent \u00e0 survivre, formant sans cesse de nouvelles alliances. Cela leur permet de s\u2019adapter aux changements.<\/p>\n

Gr\u00e2ce sans doute aux polypeptides, de nouvelles cha\u00eenes de mol\u00e9cules apparaissent. Ce sont les polynucl\u00e9otides. Plus stables que les polypeptides, ils r\u00e9sistent mieux aux variations de l\u2019environnement. Moins actifs chimiquement, ils ont n\u00e9anmoins eux aussi quelques propri\u00e9t\u00e9s catalysantes. Peu \u00e0 peu, ils \u00e9voluent et aident \u00e0 r\u00e9g\u00e9n\u00e9rer les polypeptides. Les deux cat\u00e9gories de polym\u00e8res s\u2019aident ainsi mutuellement \u00e0 survivre.<\/p>\n

Toutes ces cha\u00eenes de mol\u00e9cules ont toutefois de la peine \u00e0 d\u00e9passer quelques dizaines de maillons. Pour produire une longue cha\u00eene il faut assembler de nombreux maillons. Mais ceux-ci ont tendance \u00e0 se disperser, de sorte que les longues cha\u00eenes sont tr\u00e8s lentes \u00e0 assembler. R\u00e9agissant chimiquement, elles disparaissent plus vite qu\u2019elles ne sont produites. <\/p>\n

Un troisi\u00e8me type de mol\u00e9cule va sauver la situation. Ce sont les acides gras<\/a> (2). On trouve des acides gras dans le savon. Ils permettent la formation des bulles de savon. Avec les acides gras, de l\u2019\u00e9cume appara\u00eet dans l\u2019oc\u00e9an. Des grosses mol\u00e9cules se trouvent accidentellement enferm\u00e9es dans des bulles<\/a> (3) semblables \u00e0 des bulles de savon. Elles peuvent cependant continuer \u00e0 r\u00e9agir chimiquement car la paroi des bulles n\u2019est pas parfaite: elle laisse passer les petites mol\u00e9cules comme celles de l\u2019eau, du gaz carbonique, ou de l\u2019oxyg\u00e8ne. Mais les grosses mol\u00e9cules (peptides, nucl\u00e9otides) restent prisonni\u00e8res. Elles ne peuvent plus se disperser. Les longues cha\u00eenes vont alors pouvoir se former.<\/p>\n

Certaines de ces bulles renferment assez de macromol\u00e9cules pour former un ensemble autocatalytique. La bulle grossit alors rapidement et \u00e9clate. Il arrive cependant que l\u2019ensemble enferm\u00e9 dans la bulle soit capable de produire ses propres acides gras. Alors, sa paroi s\u2019agrandit. Elle s\u2019agrandit m\u00eame plus vite que le volume de la bulle n\u2019augmente. Devenue trop grande, la bulle s\u2019allonge et se scinde en deux, un ph\u00e9nom\u00e8ne que l\u2019on peut maintenant reproduire en laboratoire<\/a> (4) (voir figure). On pense que ce ph\u00e9nom\u00e8ne est \u00e0 l\u2019origine de la division des cellules vivantes.<\/p>\n\n\n\n
\n\"bulles\"<\/a>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\nDivision de cellules artificielles <\/a> (4)\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/table>\n

Lorsqu\u2019on coupe en deux un ensemble autocatalytique, il n\u2019y a pas n\u00e9cessairement \u00e9quipartition des \u00e9l\u00e9ments. On n\u2019obtient pas toujours deux ensembles autocatalytiques. Certains catalyseurs peuvent manquer d\u2019un cot\u00e9 ou de l\u2019autre. La nouvelle bulle ne va alors pas grandir. C\u2019est un avorton. Cela se produit d\u2019autant plus que le nombre de catalyseurs est plus \u00e9lev\u00e9. Les ensembles autocatalytiques \u00e0 faible nombre de catalyseurs sont donc favoris\u00e9s. Ils se reproduisent mieux.<\/p>\n

Une fa\u00e7on de diminuer le nombre de catalyseurs ind\u00e9pendants d\u2019un syst\u00e8me autocatalytique est de les attacher les uns au bout des autres de fa\u00e7on \u00e0 ce qu\u2019ils ne forment plus qu\u2019une seule longue mol\u00e9cule. On est alors s\u00fbr qu\u2019ils se retrouveront bien tous ensemble lorsque la bulle qui les contient va se scinder. Dans ce cas, chaque fois qu\u2019une longue cha\u00eene va se former, la reproduction de l\u2019ensemble autocatalytique en sera facilit\u00e9e.<\/p>\n

C\u2019est vraisemblablement ainsi que petit \u00e0 petit la nature est arriv\u00e9e \u00e0 former un ensemble autocatalytique \u00e0 un seul \u00e9l\u00e9ment. Cet \u00e9l\u00e9ment unique, capable de catalyser sa propre formation, est la mol\u00e9cule d\u2019acide ribonucl\u00e9ique ou ARN<\/a> (5). L\u2019ARN est un polynucl\u00e9otide capable de se reproduire lui-m\u00eame. C\u2019est aussi un catalyseur aux multiples usages, capable de catalyser la formation de tr\u00e8s longs polypeptides appel\u00e9s prot\u00e9ines. C\u2019est en fait un ensemble de catalyseurs tous solidaires les uns des autres, au grand b\u00e9n\u00e9fice de la survie de chacun d\u2019entre eux.<\/p>\n

\u00c9tant capable de se reproduire par elle-m\u00eame, la mol\u00e9cule d\u2019ARN \u00e9volue comme un \u00eatre en vivant. On peut l\u2019observer \u00e9voluer dans un tube \u00e0 essai<\/a> (6). Dans ces conditions, sans doute proches des conditions primitives, seules des cha\u00eenes d\u2019une centaine de maillons survivent. Au del\u00e0, la probabilit\u00e9 d\u2019une erreur dans la reproduction devient trop grande.<\/p>\n

Il appara\u00eet vraisemblable que ces erreurs de reproduction, qualifi\u00e9es aussi de mutations, aient petit \u00e0 petit conduit \u00e0 l\u2019apparition d\u2019une nouvelle mol\u00e9cule, voisine de l\u2019ARN, la mol\u00e9cule d\u2019ADN ou acide d\u00e9soxyribonucl\u00e9ique. Compar\u00e9e \u00e0 celle d\u2019ARN, la mol\u00e9cule d\u2019ADN contient les m\u00eames informations, mais elle est beaucoup plus stable chimiquement. Elle n\u2019a aucun pouvoir catalytique, mais l\u2019information qu\u2019elle contient est directement transf\u00e9rable \u00e0 la mol\u00e9cule d\u2019ARN. L\u2019ADN est en fait un ensemble d\u2019instructions. Chacune de ces instructions appel\u00e9es aussi g\u00e8nes, correspond \u00e0 la synth\u00e8se d\u2019une prot\u00e9ine particuli\u00e8re.
\nLa nature venait d\u2019inventer le contrat d\u2019entreprise. L\u2019ARN n\u2019\u00e9tait plus qu\u2019un ex\u00e9cutant. Cela a permis au couple ARN\/ADN d\u2019\u00e9tendre de fa\u00e7on fiable la longueur de ses mol\u00e9cules \u00e0 quelques dizaines de milliers d\u2019\u00e9l\u00e9ments. Par la suite des m\u00e9canismes automatiques de correction d\u2019erreur sont apparus. Ils ont permis d\u2019\u00e9tendre la longueur des mol\u00e9cules d\u2019ADN \u00e0 plusieurs milliards d\u2019\u00e9l\u00e9ments. C\u2019est gr\u00e2ce \u00e0 tous ces m\u00e9canismes que nous existons et que nous nous reproduisons de fa\u00e7on raisonnablement fiable.<\/p>\n

*<\/p>\n

(1) Certains pensent que la vie est apparue au fond des oc\u00e9ans, pr\u00e8s des sources hydrothermales.<\/a><\/p>\n

(2) Voir: http:\/\/fr.wikipedia.org\/wiki\/Acide_gras<\/a><\/p>\n

(3) Voir par exemple: http:\/\/www.sciencemag.org\/cgi\/content\/abstract\/302\/5645\/618?ijkey=0406eb785f5ae444398049d282bffe9987d37e5c&keytype2=tf_ipsecsha<\/a><\/p>\n

(4) Pier Luigi Luisi, The Emergence of Life (Cambridge Univ. Press, 2006).
\nVoir aussi: http:\/\/www.plluisi.org\/Archive\/Research\/grl_res001.html<\/a><\/p>\n

(5) Voir: Leslie E. Orgel, Prebiotic chemistry and the origin of the RNA world, Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology, Vol. 39-2, 99-123.<\/p>\n

(6) Voir: http:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Spiegelman_Monster<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Quelques centaines de millions d\u2019ann\u00e9es apr\u00e8s sa naissance, l\u2019apparition du ph\u00e9nom\u00e8ne d\u2019autocatalyse va r\u00e9volutionner notre plan\u00e8te. Une grande industrie chimique y prend naissance l\u00e0 o\u00f9 l\u2019\u00e9nergie est disponible (1). La convection se charge du transport des mol\u00e9cules. Tout un r\u00e9seau d\u2019\u00e9changes s\u2019\u00e9tablit. Cette r\u00e9volution n\u2019est pas sans rappeler la r\u00e9volution industrielle actuelle mais sur une … Continuer la lecture de 14 – Apparition de l\u2019ADN<\/span> →<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[],"class_list":["post-137","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.francois-roddier.fr\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/137","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.francois-roddier.fr\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.francois-roddier.fr\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.francois-roddier.fr\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.francois-roddier.fr\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=137"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.francois-roddier.fr\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/137\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":139,"href":"https:\/\/www.francois-roddier.fr\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/137\/revisions\/139"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.francois-roddier.fr\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=137"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.francois-roddier.fr\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=137"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.francois-roddier.fr\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=137"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}