Le code génétique est plus ancien que l’ADN

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Italie | Biologie : médecine, santé, pharmacie, biotechnologie
25 juillet 2018

Une recherche a démontré que le couplage des bases azotées, qui est à la base de la transmission du code génétique, n’est pas une propriété de l’ADN mais des bases azotées elles-mêmes. Les résultats ouvrent la voie à une nouvelle hypothèse qui concerne l’un des principaux mystères qui entourent l’origine de la vie.

Le couplage sélectif des couples de bases azotées découvert par Watson et Crick en 1953 et désigné comme le phénomène à la base de la transmission du code génétique n’est pas une propriété de l’ADN, mais il a lieu spontanément même entre les bases azotées isolées. Ce phénomène pourrait donc être, plus que la cause, l’origine de la formation de l’ADN. L’étude, récemment publiée sur Pnas, a été réalisée par une équipe de recherche de l’Université de Milan, coordonnée par Tommaso Bellini, professeur du Département BIOMETRA, et par une équipe de recherche de l’Université du Colorado coordonnée par le professeur Noel Clark.

Le couplage Watson-Crick, grâce auquel les bases azotées, qui sont les composants fondamentaux des acides nucléiques comme l’ADN et l’ARN, se lient sélectivement entre elles − adénine et thymine, guanine et cytosine − est non seulement à l’origine de la transmission du code génétique, mais également de nombreuses méthodes de diagnostic et de traitement, de biotechnologies et de nanotechnologies, et de notre compréhension du monde vivant et de son évolution. Jusqu’à présent, on pensait qu’il s’agissait d’une propriété des brins d’ADN, dans lesquels les bases azotées sont chimiquement liées, mais d’après cette étude le couplage Watson-Crick est une propriété intrinsèque des bases azotées. Cette avancée scientifique renforce une hypothèse sur l’origine de la vie, que Bellini et Clark étudient depuis une dizaine d’années : si l’empilement des couples des bases azotées se forme spontanément, et n’est donc pas un effet de leur liaison chimique, il peut en être la cause.

L’un des principaux mystères qui entoure l’origine de la vie est de comprendre comment se sont formés les premiers biopolymères qui semblent nécessiter une sélectivité qui ne peut pas être expliquée par la formation de liaisons chimiques aléatoires. La formation spontanée de colonnes de couples de bases azotées chimiquement indépendantes les unes des autres, au sein desquelles ces petites molécules sont liées par des forces physiques, a pu favoriser la formation de liaisons chimiques qui ont transformé ces colonnes en véritables doubles hélices d’ADN et ARN.

Les auteurs de l’étude ont observé, par microscopie en lumière polarisée et diffraction de rayons X, qu’en dissolvant dans l’eau des bases azotées avec terminaison triphosphate (ATP, TTP, CTP, GTP), celles-ci s’auto-assemblent en colonnes de couples de bases, mais uniquement si on respecte la règle sélective de Watson-Crick. Par exemple, les solutions d’ATP ou les mélanges de TTP et CTP restent désordonnés, mais les mélanges d’ATP et TTP forment des structures extrêmement flexibles de type cristaux liquides, dans lesquelles des couples ATP-TTP s’ordonnent en colonnes. Dans le cas d’un mélange ATP-TTP dans lequel l’un des deux composants est plus concentré que l’autre, le système se sépare spontanément à travers une transition de phase pour éliminer le composant excédentaire.

Source : https://www.galileonet.it/2018/07/codice-genetico-antico-dna/

Rédacteur : Giovanna Corvo, info.csu[a]institutfrancais.it

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