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ADN : pourquoi est-il composé de vingt acides aminés ?

C'est une énigme de la biologie vieille de 80 ans qui a été résolue par des biochimistes de l'Université Johannes Gutenberg de Mayence (Allemagne) : pourquoi les briques élémentaires de tous les organismes vivant sur Terre sont au nombre de 20 alors que 13 suffiraient à construire la même chose ?

Pour rappel, ces briques élémentaires sont des "acides aminés" : de petites molécules d'une vingtaine d'atomes environ, dont 20 types différents sont inscrit au patrimoine génétique de la vie terrestre au titre de "grands constructeurs" de toutes les structures d'un organisme vivant, sauf l'ADN et ses dérivés.

En effet, des millions d'exemplaires de ces 20 types d'acides aminés, tels des pièces de Lego de 20 couleurs différentes, se combinent entre eux pour former de très longues molécules, les protéines et les polypeptides, qui vont bâtir les cellules et servir également de messagers de l'ADN pour que les cellules accomplissent leurs différentes fonctions.

Reste que les modèles et les simulations montrent que ces structures et fonctions pourraient être assurées par 13 d'entre eux seulement. En outre, ces treize acides aminés sont apparus en premier dans l'évolution, ce qui rend encore plus étrange la permanence jusqu'à aujourd'hui des sept "inutiles". En effet, durant l'évolution, tout ce qui apparaît et ne présente aucun avantage améliorant la reproduction d'une espèce finit statistiquement (après des milliers de cycles reproductifs) par disparaître au gré des micro-mutations aléatoires de l'ADN à chaque génération.

Pourquoi l'ADN a-t-il conservé le code des 20 acides aminés et non seulement des 13 premiers ? Selon ces travaux, parce que l'atmosphère s'est remplie d'oxygène. C'est ce qu'on appelle la Grande Oxygénation ou Oxydation : voici 3,5 milliards d'années, les êtres unicellulaires qui peuplaient la Terre se sont mis à consommer le CO2 atmosphérique et à rejeter de l'O2 par photosynthèse. Un milliard d'années après ce démarrage, l'oxygène, qui était sous forme de traces dans l'atmosphère primitive, a atteint quelques % et commencé à faire sentir ses effets oxydants. Toute la vie planétaire s'en est trouvée chamboulée.

En particulier, l'oxygène créait des radicaux libres toxiques dans les organismes. Selon les chercheurs, les sept plus récents acides aminés se sont donc greffés progressivement à la machinerie cellulaire, par sélection naturelle, non pas pour participer à la structure des cellules mais pour faire rempart aux radicaux libres. Les chercheurs ont ainsi montré que les nouveaux venus captaient ces molécules toxiques et les neutralisaient sans grand dommage...

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

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