Comment La Vie A-T-Elle Commencé?

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Les scientifiques proposent que de petites molécules aident l’adn et l’arn à se rejoindre, permettant ainsi à la première vie de se former.

Cet article intitulé Behind the Scenes a été fourni à WordsSideKick.com en partenariat avec la National Science Foundation.

Même avant que Charles Darwin ne propose sa théorie de l'évolution en 1859, des scientifiques du monde entier avaient essayé de comprendre comment la vie avait commencé. Comment les molécules non-vivantes qui recouvraient la jeune Terre se sont-elles combinées pour former la toute première forme de vie?

Le chimiste Nicholas Hud travaille sur ce problème au Georgia Institute of Technology depuis plus de dix ans. Ses étudiants et lui ont découvert que de petites molécules auraient pu jouer le rôle de "sages-femmes moléculaires" en aidant les éléments constitutifs du matériel génétique de la vie à former de longues chaînes, et auraient peut-être contribué à la sélection des paires de bases de la double hélice de l'ADN.

Cette découverte est une étape importante dans l’effort de suivre l’évolution de la vie jusqu’au tout début, jusqu’aux premières molécules qui se répliquent.

"Nous travaillons pour découvrir comment des molécules similaires à l'ARN et à l'ADN sont apparues sur Terre il y a environ 4 milliards d'années", a déclaré Hud. "Il y a quelques années, nous avons proposé une théorie voulant que de petites molécules simples servent de modèles à la production des premières molécules analogues à l'ARN. Bon nombre de ces petites molécules, ou sages-femmes moléculaires, auraient travaillé ensemble pour produire de l'ARN en se mélangeant se réunir avec les blocs de construction chimiques de l'ARN ".

Dans la vie contemporaine, l'ARN est présent dans toutes les cellules et est responsable de la transmission des informations génétiques de l'ADN aux protéines. De nombreux scientifiques pensent que l'ARN, ou quelque chose de similaire à l'ARN, a été la première molécule sur Terre à se répliquer et à entamer le processus d'évolution qui a conduit à des formes de vie plus avancées, y compris les êtres humains.

Récemment, Hud et son équipe ont découvert une découverte qui fait progresser leur théorie selon laquelle certaines molécules ont aidé à la formation des premières molécules d’ARN et d’ADN.

"Nous avons constaté que la molécule d'éthidium peut aider les polymères courts d'acides nucléiques, appelés oligonucléotides, à former des polymères plus longs. Ethidium peut également sélectionner la structure des paires de bases qui retiennent ensemble deux brins d'ADN."

Un des plus gros problèmes pour la formation d'un polymère est que, lorsqu'il se développe, ses deux extrémités réagissent souvent l'une avec l'autre au lieu de former des chaînes plus longues. Le problème est connu sous le nom de cyclisation de brin. Hud et son équipe de recherche ont découvert qu'en utilisant une molécule capable de se lier entre deux paires de bases voisines d'ADN, appelée intercalateur, ils pouvaient rassembler de petits morceaux d'ADN et d'ARN de manière à les aider à créer des molécules beaucoup plus longues.

"Si vous avez l'intercalateur présent, vous pouvez obtenir des polymères. Sans intercalant, cela ne fonctionne pas, c'est aussi simple que cela", a expliqué Hud.

Hud et son équipe ont également testé l'influence d'une molécule de sage-femme sur la création des paires de bases Watson-Crick qui constituent la structure de l'ADN (paires A avec T et G avec C). Ils ont constaté que l'appariement des paires de bases dépendait de la présence de la sage-femme pendant la réaction. Ethidium s'est avéré très utile pour former des polymères avec les paires de bases d'ADN Watson-Crick spécifiques. Une autre molécule qu’ils appellent aza3 a fabriqué des polymères dans lesquels chaque base A est associée à un autre A.

"Lors de notre expérience, nous avons constaté que les molécules de sage-femme que nous utilisions avaient un effet direct sur le type de paires de bases qui se formaient", a déclaré Hud. "Nous ne disons pas que l'éthidium était la sage-femme d'origine, mais nous avons montré que le principe d'une petite molécule fonctionnant comme une sage-femme est valable."

"Nous recherchons maintenant l'identité d'une molécule qui aurait pu aider à fabriquer les premiers polymères génétiques, une sorte de molécule" désintéressée "qui ne faisait pas partie des premiers polymères génétiques, mais qui était essentielle à leur formation", a-t-il ajouté.

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Note de l'éditeur: Cette recherche a été financée par la National Science Foundation (NSF), l'agence fédérale chargée de financer la recherche fondamentale et l'éducation dans tous les domaines de la science et de l'ingénierie. Les opinions, conclusions et conclusions ou recommandations exprimées dans ce document sont celles de l'auteur et ne reflètent pas nécessairement le point de vue de la National Science Foundation. Voir les archives de Behind the Scenes.


Supplément Vidéo: Genius - Comment la vie a-t-elle commencé ?.




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