ARN-et-ADN-furent-les-éléments-de-base-de-la-vie
Les principaux éléments constitutifs de l’ADN et de l’ARN peuvent être fabriqués à partir des mêmes matières premières. Cette découverte suggère qu’au lieu que ce soit l’un ou l’autre qui donne le coup d’envoi de la vie sur Terre, ces deux produits chimiques étaient utilisés dans les premiers organismes.

L’ADN et de l’ARN auraient servi de base

L’ADN et l’ARN sont au cœur de la vie. Ce sont les molécules qui portent les gènes, qui sont transmis des parents à la progéniture et qui sous-tendent l’hérédité. La plupart des organismes ont des gènes constitués d’ADN, bien que certains virus utilisent de l’ARN.
De nombreux chercheurs qui étudient comment la vie a commencé soupçonnent que l’ARN est arrivé en premier – une idée appelée le « monde de l’ARN ». Plus tard, lorsque la vie est devenue plus complexe, elle aurait développé la capacité de fabriquer de l’ADN – et l’ADN aurait alors remplacé l’ARN comme porteur de gènes. Cependant, la nouvelle expérience soutient un scénario différent : l’ADN et l’ARN ont coexisté dès le départ.
Les chercheurs dirigés par John Sutherland du laboratoire de biologie moléculaire du MRC à Cambridge, au Royaume-Uni, ont trouvé un moyen de fabriquer deux des éléments constitutifs de l’ADN à partir de simples produits chimiques à base de carbone qui étaient probablement abondants avant l’apparition de la vie sur Terre. Il s’agit notamment du cyanoacétylène, dont chaque molécule ne contient que cinq atomes, et qui est commun dans l’Univers.

L’ARN et l’ADN auraient pu coexister 

Cette méthode utilise un grand nombre des mêmes produits chimiques que l’équipe de Sutherland a utilisés en 2009 pour fabriquer deux éléments de base de l’ARN. « Lorsque vous regardez l’ARN et l’ADN, tout le monde peut voir qu’ils sont liés », explique M. Sutherland. « Ce travail suggère vraiment qu’ils sont des frères et sœurs moléculaires, par opposition à l’un étant le parent de l’autre ».
« Cette chimie est vraiment impressionnante », dit Kamila Muchowska de l’Université de Strasbourg en France. « C’est une très belle preuve de concept qui montre que l’ARN et l’ADN auraient pu coexister ensemble. » « Il peut vraiment le faire dans le même environnement », dit Thomas Carell de l’Université Ludwig Maximilian de Munich en Allemagne.
D’autres chercheurs ont également trouvé des preuves que l’ADN aurait pu se former précocement. La question est de savoir comment les éléments constitutifs de l’ARN et de l’ADN ont fonctionné ensemble dans les premières formes de vie. Sutherland soupçonne que la molécule génétique originale n’était pas de l’ARN ou de l’ADN pur, mais plutôt une molécule moitié-moitié qui comprenait ces deux types d’éléments constitutifs mélangés.
Les éléments constitutifs de l’ARN et de l’ADN sont appelés nucléotides. L’ARN et l’ADN utilisent tous deux un ensemble de quatre nucléotides. Chaque nucléotide d’ARN a un équivalent d’ADN, qui n’est que subtilement différent.
Il est frappant de constater que la nouvelle expérience de M. Sutherland a produit les équivalents des nucléotides de l’ADN et de l’ARN que sa précédente synthèse ne pouvait pas produire. En combinant les nucléotides d’ARN qu’ils avaient déjà produit avec les nouveaux composants de l’ADN, son équipe a obtenu l’ensemble complet des quatre nucléotides. Une molécule hybride basée sur cet ensemble aurait pu précéder l’ARN ou l’ADN pur, dit-il.

Des éléments manquants mais remplaçables

Cependant, les éléments constitutifs de l’ADN que son équipe a créés n’étaient pas tout à fait complets. Il manquait du phosphate, qui est crucial pour relier les éléments de base entre eux afin de former l’ADN, mais M. Sutherland affirme que le phosphate est facile à fixer.
L’un d’entre eux ne correspondait pas non plus tout à fait à l’ADN moderne dans une région, connue sous le nom de base. Là où l’ADN moderne a une base appelée guanine, l’élément de construction que l’équipe a fabriqué avait une molécule similaire appelée inosine. Cependant, l’inosine est tellement similaire à la guanine qu’elle peut s’y substituer, et les organismes modernes l’utilisent toujours pour des fonctions essentielles.
Carell est moins convaincu que l’ARN et l’ADN ont coexisté dès le départ. Son équipe a déjà trouvé un moyen de fabriquer les deux nucléotides d’ARN manquants – mais encore une fois sans leurs phosphates.
Il soupçonne que l’ARN est vraiment venu en premier et qu’il a ensuite trouvé un moyen de fabriquer de l’ADN. « Est-il plus difficile pour un ARN pur d’apprendre à fabriquer de l’ADN, ou est-il plus difficile dans le monde de l’ADN-ARN de John d’obtenir une synthèse pour les quatre éléments manquants ? demande-t-il. « Je ne sais pas. »
Cette recherche a été publiée dans Nature.
Source : New Scientist
Crédit photo : Pexels

L'ARN et l'ADN furent les éléments de base de la viemartinBiologie
Les principaux éléments constitutifs de l'ADN et de l'ARN peuvent être fabriqués à partir des mêmes matières premières. Cette découverte suggère qu'au lieu que ce soit l'un ou l'autre qui donne le coup d'envoi de la vie sur Terre, ces deux produits chimiques étaient utilisés dans les premiers organismes. L'ADN...