Des chercheurs pourraient avoir découvert la recette ayant permis la formation des composants du matériel génétique, ce qui pourrait être un grand pas en avant pour la compréhension des origines de la vie.

Comment la vie est-elle apparue ? Et comment étaient stockées les informations génétiques permettant la création des premiers organismes ? Voilà des questions à plusieurs millions de dollars… littéralement. Trouver ces réponses serait une nomination assurée pour le prix Nobel.

Pour l’instant, de nombreux scientifiques acceptent la théorie selon laquelle la première molécule porteuse des informations génétiques fut l’ARN, qui aurait évolué plus tard pour donner l’ADN, une molécule bien plus stable et donc moins enclin à des mutations. Cependant, les origines de l’ARN restent encore un mystère.

Mais une équipe de chercheurs a démontré que de simples molécules, présumées existantes durant l’ère primitive de la Terre, auraient pu former les matériaux nécessaires pour la formation de l’ARN.

Ces matériaux, les bases nucléiques, sont au nombre de quatre, et sont divisés en deux groupes, selon leur structure moléculaire : les pyrimidines (l’uracile et la cytosine), et les purines (l’adénine et la guanine).

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En 2009, des scientifiques de l’Université de Cambridge avaient déjà réussi à synthétiser en laboratoire les pyrimidines, à partir de cinq composés qui auraient été présents lors des débuts de la Terre. Et seulement deux ans plus tard, ce fut au tour des deux purines, synthétisées à l’Université Louis-et-Maximilien de Munich.

Cependant, les réactions chimiques nécessaires à la synthèse des deux groupes de bases nucléiques ne sont pas identiques. Quelles étaient alors les conditions permettant leur formation au même moment et au même endroit ?

Thomas Carrell, qui a participé à l’élaboration des purines à Munich, pourrait avoir trouvé la réponse à cette question, après avoir déterminé une série de réactions qui auraient permis la création des quatre bases de l’ARN.

Ses collègues et lui, ont travaillé sur six molécules qui auraient été présentes durant l’ère primitive : l’azote, l’oxygène, l’ammoniac, le méthane, le cyanure d’hydrogène, et bien sûr l’eau.

Pour former les pyrimidines, son groupe a commencé avec deux composés formés à partir des molécules suivantes : le cyanoéthyne et l’hydroxylamine, qui réagissent pour former des amino-isoxazoles. Ces derniers, mélangés par la suite avec la molécule d’urée, forment un autre composé qui réagit encore une fois avec un sucre, le ribose.

La molécule obtenue de ces réactions est encore mélangée avec une faible quantité de fer, du sel de nickel et des thiols (composés sulfurisés), ce qui finit par former les deux bases pyrimidiques, l’uracile et la cytosine.

Autre fait intéressant : cette dernière réaction se produit uniquement lorsque les sels du mélange portent davantage de charges positives, critère également obligatoire à la dernière étape de la synthèse des bases puriques ( l’adénine et la guanine), montrant ainsi la possibilité de la formation des bases nucléiques au même endroit.

Steven Benner, chimiste de la fondation de l’évolution moléculaire appliquée en Floride, déclare que le processus employé a permis de produire les quatre bases dans des conditions, selon ce que l’on estime, similaires à celles de l’ère primitive.

Néanmoins, il reste encore de nombreux points obscurs quant à l’assemblage de l’ARN, comme les étapes permettant la liaison des quatre bases nucléiques, et de déterminer quelles molécules en seraient concernées. Mais leur recherche représente une importante avancée de la compréhension de la synthèse du matériel génétique lorsque la Terre n’était encore qu’une planète primitive.

Source: Sciencemag

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