2.2. La vie et ses contraintes
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une différence essentielle, celle de l'existence des catalyseurs biologiques
(enzymes) qui permettent ces réactions à des températures compatibles
avec la vie. Elles font intervenir des échanges d'électrons et de protons
dans de véritables turbines moléculaires.
L'origine du métabolisme est une question majeure du vivant. Ces
processus chimiques sont appelés dans leurs premières phases, soit
chimie prébiotique, soit protométabolisme. Ces phénomènes sont inconnus,
mais Christian de Duve 1 a pu en évaluer les contours avec beaucoup
de perspicacité.
En effet, les transformations chimiques impliquent le plus souvent
des températures élevées incompatibles avec la survie du vivant. Dans
ce système vivant, les opérations chimiques sont catalysées, c'est-à-dire
accélérées dans leur cinétique par les enzymes. Ce sont des protéines
constituées de chaînes linéaires d'acides aminés. Les protéines sont le résultat
de la transcription de l'ADN en ARN, puis de la traduction de l'ARN
en protéines. Mais on sait maintenant, grâce à Cech et Altman en 1983
que certains ARN, appelés ribozymes, possèdent cette fonction de catalyse;
des molécules idéales pour constituer du vivant. Ce type de molécules
pouvant présenter une double fonction (catalyse et information) sont
donc un passage quasi-obligé de la vie.
En conséquence, avant l'apparition de l'ARN autocatalyseur, tout le
protométabolisme a dû suivre d'autres voies que le métabolisme actuel
très complexe. Il semblerait qu'il ait pu exister une certaine variabilité
de molécules de type ribozymes, autoréplicables, qui auraient été sujets
à la sélection naturelle au sein de protocellules favorisées par la présence de ces catalyseurs et de leurs fonctions métaboliques. Identifier
les catalyseurs du protométabolisme n'est pas évident. Par déduction,
de Duve 2 évoque des peptides qu'il a nommés multimères pour expliquer
leurs constitutions en acides aminés associés à d'autres molécules. On
en connaît dans la nature avec les peptides et les polyketides qui ont des
précurseurs intéressants, les thioesters qui ont pu jouer un rôle important
dans les premières phases du vivant. Certains peptides auraient pu avoir
une origine cosmique, puisqu'on en a trouvé dans des météorites, mais
ils pourraient avoir aussi été synthétisés sur Terre. De toute façon, les
premières enzymes protéiques ne devaient pas être constituées d'un
grand nombre d'acides aminés associés à des ions métalliques, peutêtre une vingtaine.
1. Prix Nobel de médecine en 1974.
2. De Ouve. 2005. Singularités. Jalons sur les chemins de la vie. Odile Jacob. Paris.
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une différence essentielle, celle de l'existence des catalyseurs biologiques
(enzymes) qui permettent ces réactions à des températures compatibles
avec la vie. Elles font intervenir des échanges d'électrons et de protons
dans de véritables turbines moléculaires.
L'origine du métabolisme est une question majeure du vivant. Ces
processus chimiques sont appelés dans leurs premières phases, soit
chimie prébiotique, soit protométabolisme. Ces phénomènes sont inconnus,
mais Christian de Duve 1 a pu en évaluer les contours avec beaucoup
de perspicacité.
En effet, les transformations chimiques impliquent le plus souvent
des températures élevées incompatibles avec la survie du vivant. Dans
ce système vivant, les opérations chimiques sont catalysées, c'est-à-dire
accélérées dans leur cinétique par les enzymes. Ce sont des protéines
constituées de chaînes linéaires d'acides aminés. Les protéines sont le résultat
de la transcription de l'ADN en ARN, puis de la traduction de l'ARN
en protéines. Mais on sait maintenant, grâce à Cech et Altman en 1983
que certains ARN, appelés ribozymes, possèdent cette fonction de catalyse;
des molécules idéales pour constituer du vivant. Ce type de molécules
pouvant présenter une double fonction (catalyse et information) sont
donc un passage quasi-obligé de la vie.
En conséquence, avant l'apparition de l'ARN autocatalyseur, tout le
protométabolisme a dû suivre d'autres voies que le métabolisme actuel
très complexe. Il semblerait qu'il ait pu exister une certaine variabilité
de molécules de type ribozymes, autoréplicables, qui auraient été sujets
à la sélection naturelle au sein de protocellules favorisées par la présence de ces catalyseurs et de leurs fonctions métaboliques. Identifier
les catalyseurs du protométabolisme n'est pas évident. Par déduction,
de Duve 2 évoque des peptides qu'il a nommés multimères pour expliquer
leurs constitutions en acides aminés associés à d'autres molécules. On
en connaît dans la nature avec les peptides et les polyketides qui ont des
précurseurs intéressants, les thioesters qui ont pu jouer un rôle important
dans les premières phases du vivant. Certains peptides auraient pu avoir
une origine cosmique, puisqu'on en a trouvé dans des météorites, mais
ils pourraient avoir aussi été synthétisés sur Terre. De toute façon, les
premières enzymes protéiques ne devaient pas être constituées d'un
grand nombre d'acides aminés associés à des ions métalliques, peutêtre une vingtaine.
1. Prix Nobel de médecine en 1974.
2. De Ouve. 2005. Singularités. Jalons sur les chemins de la vie. Odile Jacob. Paris.