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date de publication06.01.2017
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Lycée Jean D’Alembert


Fossiles moléculaires dans

Un monde a ARN

1ère S/3ro medio B

Ignacio Bahamonde

Cristóbal Casali

Alessandra Rivero
Introduction

Un fossile est un dépôt minéral fiat par la cristallisation des os (normalement). La décomposition des organes et des blonds fait presque impossible leur fossilisation. L’étude des fossiles est faite par les paléontologues.

Chaque cellule dans son noyau a des chromosomes avec des les séquences d’ADN (acide désoxyribonucléique) compose de phosphate et les sucres: thymines, adénine, cytosine et guanine.

L’information sort du noyau par des copies d’ARN qu’on leur propre séquence ou la thymine se transforme en uracile et servent pour la synthèse des protéines.

Il y a tout un monde qui fonctionne avec de l’ARN donc con peut parler « du monde d’ARN ».

Ce sont les premières formes de vie, tout un monde biochimique qui précède le monde d’ARN-ADN-protéines contemporaines. C’est très difficile synthétisé de l’ARN dans des conditions pré biotiques, c’est pour ca qu’on utilise des fossiles.

Dans ses organismes, il n’y a pas une étape de l’ADN vers ARN, c’est l’ARN seul.

Développement
Pour chacun d'entre nous, la vie semble aller de soi. Pendant des millénaires, l'homme a même considéré celle-ci comme l'essence même de l'univers : derrière chaque objet matériel se cachait un esprit qui l'animait. Aujourd'hui encore, une certaine vision "écologiste" tend à gommer la différence entre le vivant et le non vivant : la planète terre serait un gigantesque organisme au sein de notre mère nature.
Cependant, l'étude scientifique du phénomène vivant depuis un siècle a abouti à une toute autre conclusion. La biochimie et la génétique ont montré que la vie se caractérisent par un niveau de complexité et d'organisation de la matière absolument sans commune mesure avec tout ce que nous connaissons dans le reste de l'univers. Chaque jour de nouvelles découvertes creusent le fossé - le gouffre - entre le vivant et le non vivant. Le XIXème siècle avait montré que "toute cellule provient d'une cellule" et que la génération spontanée était un mythe. La question des origines de la vie était devenue ainsi l'une des plus grandes énigmes scientifiques. Elle l'est restée, les progrès fantastiques de la biologie moléculaire au cours des dernières décennies n'ont pas résolu le mystère, au contraire, elles ont permis de poser le problème dans toute son ampleur.


Comment est-on passé d'une structure chaotique, répétitive ou aléatoire des atomes et des molécules dans les gaz, les solides et les liquides, aussi divers et variés soient-ils, à des merveilles absolues, telles que le cerveau humain ou le centre photosynthétique d'une bactérie ?
Depuis un siècle, le nombre de chercheurs qui se sont confronté directement à cette énigme est resté extrêmement limité. Toutefois, de grandes idées ont été émises et des avances significatives ont été réalisées. Inspiré par le concept hégélien de négation de la négation, popularisé par Engels dans sa Dialectique de la nature, le savant soviétique Oparine et le biologiste marxiste anglais Haldane, ont émis, dans les années 20, l'idée selon laquelle le développement de la vie avait éliminé les conditions mêmes de son apparition.
La biologie moléculaire, en mettant en évidence l’extraordinaire diversité de la molécule d’ARN, en particulier ses propriétés catalytiques sous forme de ribozymes, souligne l’existence probable d’un monde ARN passé, monde biochimique qui aurait précédé le monde ADN-ARN-Protéines contemporains. Il est cependant très difficile de synthétiser (c’est-à-dire de fabriquer en laboratoire) de l’ARN dans des conditions dites prébiotiques. Des systèmes génétiques alternatifs et robustes sont à l’étude qui aurait pu servir de matrice à la synthèse des ARN actuels. Ces premiers motifs ont pu exercer leurs propriétés, génotypique par simple « synthèse dirigée », et phénotypique en raison d’une grande plasticité, et à l’aide de cofacteurs métalliques ou ribonucléotidiques déjà très répandus sur la Terre primitive. Enfin, la localisation spatiale des premiers processus a pu être favorisée par des processus d’encapsulation, ce qui nous permet d’imaginer et de concevoir à l’échelle expérimentale, des modèles intégrés de protocellule.
Un véritable « monde ARN » existe en fait dans chaque cellule vivante qui met en œuvre de multiples ARN aux fonctions variées : informationnelles, catalytiques, ou servant de matrices, de guides, de défenses contre virus, transposons, etc., certaines molécules étant même capables de cumuler plusieurs de ces activités.

Toutes les cellules vivantes possèdent trois grandes classes d'ARN, impliquées dans la biosynthèse des protéines : les ARN messagers (ARNm), les ARN de transfert (ARNt), et les ARN ribosomaux (ARNr). Synthétisés dans le noyau cellulaire au cours de la

« Transcription » de gènes faisant partie de l'ADN des chromosomes, ces ARN, molécules en simple brin, sont transférés dans le cytoplasme de la cellule après différentes étapes de « maturation ». À côté de ces ARN, on connaît, depuis peu, de petits ARN non codants (dits ARNnc), encore appelés ARNnm (ou ARN non messagers).

Toutes les cellules vivantes possèdent trois grandes classes d'ARN, impliquées dans la biosynthèse des protéines : les ARN messagers (ARNm), les ARN de transfert (ARNt), et les ARN ribosomaux (ARNr). Synthétisés dans le noyau cellulaire au cours de la

« Transcription » de gènes faisant partie de l'ADN des chromosomes, ces ARN, molécules en simple brin, sont transférés dans le cytoplasme de la cellule après différentes étapes de « maturation ». À côté de ces ARN, on connaît, depuis peu, de petits ARN non codants (dits ARNnc), encore appelés ARNnm (ou ARN non messagers).
Le scénario évolutif en question postule l'existence passée d'un ARN primitif, ancêtre moléculaire de toute forme de vie, capable de mettre en œuvre les fonctions essentielles des acides nucléiques, et des protéines contemporaines, lors d'une étape clé de l'histoire du vivant.


L'hypothèse repose sur l'interprétation de certains actes métaboliques actuels et sur de nombreux résultats expérimentaux. Ainsi, les désoxyribonucléotides nécessaires à la synthèse de l'ADN sont fabriqués dans toute cellule vivante à partir des ribonucléotides de l'ARN. La thymine (T), base spécifique de l'ADN, est obtenue par transformation (méthylation) de l'uracile (U), qui est spécifique de l'ARN. De plus, de courts fragments d'ARN sont les amorces indispensables à toute synthèse d'ADN, ce qui suggère l'antériorité de l'ARN au cours de l'évolution. Enfin, l'existence d'ARN catalyseurs, les ribozymes, est un argument décisif en faveur du « monde ARN »

Les coenzymes, vestiges d'un métabolisme passé ?

Le rôle des cofacteurs dans toutes les étapes du métabolisme cellulaire et leur distribution dans les trois domaines du vivant suggèrent la présence d'une grande variété de nucléotides dans l'ancêtre commun à toutes les formes de vie.
De nombreux auteurs ont souligné la présence possible des coenzymes avant l'apparition de l'appareil de traduction. Les protéines ne seraient apparues que secondairement, après les coenzymes et les ribozymes, considérés comme étant les traces fossiles des premiers catalyseurs. De fait, dans la cellule vivante contemporaine, seule une minorité d'enzymes protéiques fonctionnent sans coenzymes. Celles-ci sont, pour la plupart, des nucléotides (NAD, NADP, FAD, coenzyme A, ATP...), ou contiennent des bases azotées hétérocycliques dérivées de nucléotides (thiamine pyrophosphate, tétrahydrofolate, pyridoxal phosphate, etc.).
Des fossiles moléculaires à ARN ?

Ce qui est réalisable in vitro dans nos laboratoires a-t-il pu se produire il y a 3,8 milliards d'années ? Personne ne peut l'affirmer, mais il est clair que, à partir de toutes ces données, on peut aujourd'hui dessiner le contour d'un hypothétique scénario de ce que furent les étapes clés de l'histoire naturelle du vivant.
Certains virus à ARN présentent des motifs catalytiques agissant au cours de la réplication virale. Chez le virus de l'hépatite Delta, de nombreux ARN satellites de virus et des viroïdes. Ces motifs viraux, dits en « tête de marteau » ou en « épingle à cheveux » en raison de leur forme, s'auto-coupent de manière réversible et façonnent ainsi le génome viral. Des viroïdes, ou leurs proches ancêtres, encapsulés dans un environnement spécial, lipidique, membranaire ou cristallin, ont pu donner lieu à un monde nouveau, compartimenté, aux premières époques de la vie. Cet ensemble archaïque, hétérogène rassemblait probablement différentes formes de protovirus puis de protocellules capables de mettre en œuvre les débuts d'un métabolisme et de se confronter à une sélection darwinienne.

Conclusion

On peut dire que les fossiles moléculaires servent à nous expliquer comment c’est origine la vie et comment faire de la vie.
Il faut remarquer l’étude d’Oparine et Haldane que dans le années 20 ont émis l’idée selon laquelle le développement de la vie avait éliminé les conditions de son apparition.
Ce qui a cette investigation en commun avec ce qu’on a vu en classes et que nius montre que L’ARN et la base de la vie et on voit comment une copie de ADN en ARN peut codifier une enzyme et nous permettre de vivre.

On peut dire que quelque chose qui vie et toute chose qui synthétise une protéine, quand il n’y a pas de synthèse, il n’ya pas de vie.
La découverte de ces fossiles dans des autres planètes peut nous dire qu’il y a eu de la vie là ou peut continuer a l’avoir


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