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2' partie: La théorie d'échelle et le vivant
ment d'une molécule dans un espace confiné, une espèce de vésicule.
C'est la première étape du scénario théorique décrit plus haut. Mais il
ne faudrait pas croire que LUCA était la première cellule formée sur
Terre et qu'il était seul. LUCA a été précédé de nombreuses formes et
de populations qui n'ont pas forcément donné de descendants, mais il
représente la dernière forme de la lignée ayant donné naissance aux
trois grands domaines du vivant. On peut, avec Forterre et al. (2005),
distinguer trois étapes dans le développement du vivant : l.le monde
précellulaire arrivant à une première cellule sans ARN et ensuite à
une cellule avec ARN, 2.le monde post-cellulaire et pré-LUCA et 3.le
monde post-DUCA qui est le nôtre actuellement. Ce LUCA portait un
certain nombre de caractéristiques homologues dont ont hérité tous
ses descendants, mais qui peuvent avoir subi ensuite une évolution par
remplacements analogues et avoir même été perdues. LUCA aurait déjà
possédé des milliers de gènes et autant de protéines différentes. On estime
à environ entre 60 et 80 le nombre de protéines universelles provenant
de LUCA. Elles ont des fonctions majeures puisqu'elles interviennent
dans la traduction (protéines ribosomiques, protéines d'élongation des
chaînes polypeptidiques, synthétases, enzymes d'ARN de transfert).
Cela signifie que déjà LUCA possédait une machinerie de production
des protéines proche de l'actuelle. En outre LUCA devait posséder une
membrane cytoplasmique et peut-être des membranes endocellulaires,
comme en témoignent les présences du complexe ribonucléoprotéique Signal Recognition Particle (SRP), du récepteur membranaire Sra.
nécessaire à la translocation membranaire des protéines et les ATP
synthétases membranaires. LUCA aurait pu avoir les mécanismes de
transferts d'électrons comme ceux de la respiration de l'oxygène alors
que celui-ci était quasi-absent. Les virus à ARN pourraient être les
descendants d'organismes cellulaires antérieurs à LUCA. L'invention
de l'ADN implique l'existence d'une enzyme, la ribonucléotide réductase
(RNR) fabriquant les précurseurs de l'ADN à partir de ceux des ARN
avec l' élimination d'un oxygène du ribose de l'ARN pour former du
désoxyribose. L'existence de trois classes de RNR suggère une enzyme
commune ancestrale et donc que LUCA possédait déjà de l'ADN. Par
contre on ne trouve pas d'enzymes communes du métabolisme, ce qui
ne permet pas d'évaluer celui de LUCA.
La position systématique de LUCA est loin d'être établie et reste l'objet
de nombreuses conjonctures. Et son âge géologique reste contesté entre
-3,5 et -2 milliards d'années. L'utilisation des horloges moléculaires, dont
on sait qu'elles varient de molécules à molécules et chacune d'elles au
cours des temps géologiques, explique ces dates si divergentes.
2' partie: La théorie d'échelle et le vivant
ment d'une molécule dans un espace confiné, une espèce de vésicule.
C'est la première étape du scénario théorique décrit plus haut. Mais il
ne faudrait pas croire que LUCA était la première cellule formée sur
Terre et qu'il était seul. LUCA a été précédé de nombreuses formes et
de populations qui n'ont pas forcément donné de descendants, mais il
représente la dernière forme de la lignée ayant donné naissance aux
trois grands domaines du vivant. On peut, avec Forterre et al. (2005),
distinguer trois étapes dans le développement du vivant : l.le monde
précellulaire arrivant à une première cellule sans ARN et ensuite à
une cellule avec ARN, 2.le monde post-cellulaire et pré-LUCA et 3.le
monde post-DUCA qui est le nôtre actuellement. Ce LUCA portait un
certain nombre de caractéristiques homologues dont ont hérité tous
ses descendants, mais qui peuvent avoir subi ensuite une évolution par
remplacements analogues et avoir même été perdues. LUCA aurait déjà
possédé des milliers de gènes et autant de protéines différentes. On estime
à environ entre 60 et 80 le nombre de protéines universelles provenant
de LUCA. Elles ont des fonctions majeures puisqu'elles interviennent
dans la traduction (protéines ribosomiques, protéines d'élongation des
chaînes polypeptidiques, synthétases, enzymes d'ARN de transfert).
Cela signifie que déjà LUCA possédait une machinerie de production
des protéines proche de l'actuelle. En outre LUCA devait posséder une
membrane cytoplasmique et peut-être des membranes endocellulaires,
comme en témoignent les présences du complexe ribonucléoprotéique Signal Recognition Particle (SRP), du récepteur membranaire Sra.
nécessaire à la translocation membranaire des protéines et les ATP
synthétases membranaires. LUCA aurait pu avoir les mécanismes de
transferts d'électrons comme ceux de la respiration de l'oxygène alors
que celui-ci était quasi-absent. Les virus à ARN pourraient être les
descendants d'organismes cellulaires antérieurs à LUCA. L'invention
de l'ADN implique l'existence d'une enzyme, la ribonucléotide réductase
(RNR) fabriquant les précurseurs de l'ADN à partir de ceux des ARN
avec l' élimination d'un oxygène du ribose de l'ARN pour former du
désoxyribose. L'existence de trois classes de RNR suggère une enzyme
commune ancestrale et donc que LUCA possédait déjà de l'ADN. Par
contre on ne trouve pas d'enzymes communes du métabolisme, ce qui
ne permet pas d'évaluer celui de LUCA.
La position systématique de LUCA est loin d'être établie et reste l'objet
de nombreuses conjonctures. Et son âge géologique reste contesté entre
-3,5 et -2 milliards d'années. L'utilisation des horloges moléculaires, dont
on sait qu'elles varient de molécules à molécules et chacune d'elles au
cours des temps géologiques, explique ces dates si divergentes.