Premières cellules vivantes !
Formation des phospholipides ?
Pour en savoir plus, il faut se rappeler que l'hydrogène, l'oxygène et le carbone étaient trois éléments abondants dans l'atmosphère primitive de la Terre.
Il n'est pas étonnant qu'il s'y soit formé des molécules d'acides carboxyliques et de Glycérol
Mais il fallut une grande quantité d'énergie, fournie par des ATP, pour lier un glycérol (lettres noires) d'un coté à deux chaînes d'acide carboxylique (acide gras en rouge) et de l'autre à un phosphate (fond jaune).
Cet ensemble forme un phospholipide que l'on schématise selon l'un des deux dessins ci-contre.
Les cellules phospholipides s'assemblent de façon à plonger leur tête hydrophile dans l'eau.
Elles peuvent fusionner et s'étaler en monocouches qui emprisonnant de l'air ou de l'huile selon le milieu où elles sont
Dans l'eau elles ont une forte tendance à former des bicouches
Les phospholipides, avec des ATPfurent à l'origine des unités de vie autonomes !
Des bicouches sphériques de phospholipides entrouverts par des (ATP) ou au hasard d'un choc se refermèrent au grè des rencontres
Les bicouches se refermèrent au hasard :
- 1 - soit sur un (Bi-ARN-10000) avec ses parties codant pour des protéines et d'autres fragments directement utilisables (ARN-enzymatiques), (ARNt), (ARN-ribosomique). Cette cellule, qui avait le matériel pour être autonome, fut à l'origine des procaryotes.
- 2 - soit sur un génome seul sans autres compléments. Ces cellules sans outils, appelées aujourd'hui des virus, ne se reproduisaient qu'en parasitant un procaryote
Pour assurer la vie d'un procaryote : les sucres, les acides aminés et d'autres éléments nutritifs doivent y pénétrer. D'autre part les produits de dégradation doivent en sortir et des ions doivent être transportés dans les deux sens, afin de maintenir l'équilibre ionique.
Pour permettre un tel trafic, la présence de passages appropriés à travers la bicouche était nécessaire. Aussi les premières protéines, qui se formèrent furent peu nombreuses, peut-être 4 ou 6 dont une ou deux se mêlèrent, par hasard, aux phospholipides, comme cela, sans raison. Elles se révélèrent nécessaires au transfert de certains aliments. Comme souvent, la nature se contenta de ce qui était présent, quitte, plus tard, à en changer.
Par ailleurs, pour vivre, les cellules doivent disposer d'énergie. Nous savons que c'est l'affaire des (ATP) mais, lorsqu'ils ont cédé l'énergie dont ils disposaient, comment reconstituent-ils leur réserve ?
Selon Christian de Duve, Prix Nobel de médecine en 1974 : la voie métabolique de la production d'énergie est celle quasi-universelle de la glycolyse anaérobie, c'est-à-dire la dégradation du glucose en acide lactique avec dégagement d'énergie. Ce processus, dit-il, porte la marque du primitif par sa relative simplicité
. Il a comme cofacteur l'(ATP) qui, rappelez-vous, peut être hydrolysé (coupé à l'aide d'eau) en (ADP) et phosphate inorganique (Pi) en produisant de l'énergie et inversement, par condensation de l'(ADN) et du (Pi) avec élimination d'eau et apport d'énergie, peut se reconstituer en (ATP).
Dans la lagune riche d'une grande diversité d'éléments biochimiques, les procaryotes engrangèrent des acides aminés pour fabriquer des protéines, des phospholipides pour les joindre à leur membrane, des nucléotides, des phosphates, des glucoses etc.
Duplication d’une cellule :
Le processus d'accumulation des produits utiles et le rejet des déchets dura peut être des années ou plus, de toute façon jusqu'à ce que le (génome 10000) se dédoubla : un brin d'un coté, l'autre à l'opposé (figure 1)
La membrane incluant de nouveaux phospholipides s'allongea en se creusant par le milieux En même temps chaque brin se garnissait de son complément (figure 2).
Au terme de ce processus (figure 3) , les nouveaux (génomes 10000) se séparèrent emportant avec eux les accessoires pour se dupliquer à leur tour.
Les procaryotes
Un jour, une déferlante emporta l'eau de la lagune. Les procaryotes primitifs qui avaient une structure proche du dessin ci-dessous, se retrouvèrent dans l'océan.
Dans ce désert marin certains trouvèrent des oasis riches en éléments biochimiques et s'y reproduisirent.
Sur les pentes de l'évolution les êtres vivants gravirent les étapes de la complexité, des unicellulaire aux pluricellulaire, tant du règne végétal qu'animal jusqu'à l'émergence de l'homme.