2.2. La vie et ses contraintes
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non superposables et symétriques, ils forment des molécules chirales!,
que l'on appelle les énantiomères 2 • Et ces molécules ont des propriétés
différentes comme conséquence directe de leur conformation spatiale.
Les atomes de carbone portant quatre groupements différents (tétravalent) forment un système chiral auquel correspondent deux isomères.
En général ces systèmes renferment autant de formes dextrogyres que
lévogyres; on parle de mélange racémique.
Lorsqu'une molécule n'existe que sous une forme, on parle d'homochiralité. Or les organismes vivants sont justement constitués de molécules du même type stéréochimique; elles sont homochirales.
Les acides aminés sont des molécules homochirales, des énantiomères tous lévogyres.
Pour les sucres, c'est l'inverse, ils sont tous dextrogyres. La molécule
d'ADN peut être, soit enroulée vers la droite, à cause des sucres dextrogyres, soit dans quelques cas particuliers rares, vers la gauche; une
isomérie de conformation.
Cette asymétrie a certainement une signification structurale, ou fonctionnelle, puisqu'elle a été retenue par la sélection naturelle. Une cause
physique est sans doute en jeu, mais il est possible qu'elle soit liée tout
simplement au fait que la dissymétrie est plus stable que la symétrie. En outre
l'asymétrie permet une meilleure diversité d'interactions moléculaires
spécifiques du type « clé-serrure ». Mais on ignore comment la sélection
naturelle a retenu et optimisé ces formules, peut être par le simple principe de parcimonie fonctionnelle, selon les propriétés propres à chacun
des énantiomères, avec une discrimination possible provoquée par un
récepteur chiral. Pour l'ADN il semble évident qu'un mélange hétérochiral avec des sucres dextrogyres et lévogyres poserait des problèmes
au moment de la réplication. La chiralité dextrogyre des sucres de l'ARN
(le D-ribose) a sans doute contraint celui des acides aminés lévogyres
(L-acides-aminés) et des protéines qu'ils conditionnent.
On peut dire que la vie correspond à une rupture de symétrie, au moins
au niveau moléculaire, puisqu'elle retrouve des symétries à d'autres
échelles de structuration plus élevées, au niveau de la morphogenèse
des organismes, comme nous allons le voir plus loin. Selon André Brack,
cette rupture de symétrie moléculaire pourrait être la conséquence de
1. Du grec kheir signifiant « la main », ce terme désigne un composé chimique qui n'est
pas superposable à son image dans un miroir, comme une paire de chaussure par exemple.
2. Du grec enantios signifiant << opposé ». Un exemple d 'énantiomère, ou d 'énantiomorphe,
est celui des mains humaines.
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non superposables et symétriques, ils forment des molécules chirales!,
que l'on appelle les énantiomères 2 • Et ces molécules ont des propriétés
différentes comme conséquence directe de leur conformation spatiale.
Les atomes de carbone portant quatre groupements différents (tétravalent) forment un système chiral auquel correspondent deux isomères.
En général ces systèmes renferment autant de formes dextrogyres que
lévogyres; on parle de mélange racémique.
Lorsqu'une molécule n'existe que sous une forme, on parle d'homochiralité. Or les organismes vivants sont justement constitués de molécules du même type stéréochimique; elles sont homochirales.
Les acides aminés sont des molécules homochirales, des énantiomères tous lévogyres.
Pour les sucres, c'est l'inverse, ils sont tous dextrogyres. La molécule
d'ADN peut être, soit enroulée vers la droite, à cause des sucres dextrogyres, soit dans quelques cas particuliers rares, vers la gauche; une
isomérie de conformation.
Cette asymétrie a certainement une signification structurale, ou fonctionnelle, puisqu'elle a été retenue par la sélection naturelle. Une cause
physique est sans doute en jeu, mais il est possible qu'elle soit liée tout
simplement au fait que la dissymétrie est plus stable que la symétrie. En outre
l'asymétrie permet une meilleure diversité d'interactions moléculaires
spécifiques du type « clé-serrure ». Mais on ignore comment la sélection
naturelle a retenu et optimisé ces formules, peut être par le simple principe de parcimonie fonctionnelle, selon les propriétés propres à chacun
des énantiomères, avec une discrimination possible provoquée par un
récepteur chiral. Pour l'ADN il semble évident qu'un mélange hétérochiral avec des sucres dextrogyres et lévogyres poserait des problèmes
au moment de la réplication. La chiralité dextrogyre des sucres de l'ARN
(le D-ribose) a sans doute contraint celui des acides aminés lévogyres
(L-acides-aminés) et des protéines qu'ils conditionnent.
On peut dire que la vie correspond à une rupture de symétrie, au moins
au niveau moléculaire, puisqu'elle retrouve des symétries à d'autres
échelles de structuration plus élevées, au niveau de la morphogenèse
des organismes, comme nous allons le voir plus loin. Selon André Brack,
cette rupture de symétrie moléculaire pourrait être la conséquence de
1. Du grec kheir signifiant « la main », ce terme désigne un composé chimique qui n'est
pas superposable à son image dans un miroir, comme une paire de chaussure par exemple.
2. Du grec enantios signifiant << opposé ». Un exemple d 'énantiomère, ou d 'énantiomorphe,
est celui des mains humaines.