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Enfin la vie

 

Les Génomes concentrent tous les gènes nécessaires à la vie, mais il leur manque l’intimité d’une cellule. On sait que les phospholipides s’assemblent facilement en une double membrane qui en s’allongeant forment une sphère étanche.

Malheureusement les acides gras qui rentrent dans la structure des phospholipides ne sont pas présents dans les eaux de la lagune et leur édification nécessite beaucoup d’énergie.

 

Heureusement l’eau de la lagune est faite d’hydrogène et d’oxygène (H₂O) et contient du méthane (CH₄) et au hasard, depuis peu des protéines enzyme, qui avec l’aide de l’énergie des (ATP), sont capables de réactions chimiques les plus complexes :

 

 

Les phospholipides

 

Des protéines enzymes avec l’aide de plusieurs (ATP) édifièrent abord :

 

Les acides gras

 

 

 

 

     

 

 

 

                            Qu’ils lièrent à un glycérol

 

                          Puis à un acide phosphorique

 

 

En rouge les deux acides gras, en noir le glycérol et en jaune l’acide phosphorique.

Les phospholipides tout naturellement s’assemblèrent en fragments.

 

 

Ces fragments tout aussi naturellement formèrent des sphères.

 

Mais une telle membrane était étanche à tous transferts.

 

Pour assurer la vie d'une cellule, les sucres, les acides aminés et d'autres éléments nutritifs devaient y pénétrer. D'autre part les produits de dégradation devaient en sortir et des ions devaient pouvoir franchir la membrane dans les deux sens, afin de maintenir l'équilibre ionique.

 

En elles-mêmes, les membranes ne sont perméables qu'aux petites molécules hydrophobes (O₂, N₂, glycérol,...), par diffusion simple. Mais elles servent de support à de nombreuses protéines transmembranaires ayant pour rôle de réguler les échanges à travers la  membranes (ex: canaux ioniques pour les transferts d'ions, aquaporines pour le transfert d'eau par osmose, ...). Il est possible de distinguer différents types de transfert à travers la membrane 

 

 

Tout est relatif : les dessin représentent des détail qui, dans la réalité, ne sont perceptible qu’avec un microscope électronique.

 

A titre indicatif :

L’épaisseur d’une double couche phospholipide était de 8 nano mètres (10^-9)

La taille d’une cellule procaryote était de 1 à 10 micro-m (10^-6)  soit
1000 à 10.000 nano-m.

La circonférence de l’enveloppe d’un  procaryote était de  6 à 60 micro-m

Ces chiffres permettent d’imaginer une enveloppe sphérique souple qui entourait un génome.

 

Comment un génome se trouva prisonnier d’une sphère de phospholipides équipée de protéines transmembranaires ?

 

Il y aurait eu des phospholipides qui se mettaient sous forme de micelles, de sortes de vésicules de plus en plus grandes qui contenaient une infime partie de la soupe de la lagune Au cours du temps géologique, des essais d'isolement d'un volume d’eau de la lagune ont pu avoir lieu en très grand nombre. Un des essais, ayant pu capturer un génome. Ainsi, la ou les premières cellules seraient apparues dans une soupe riche, variée et de grandes dimensions : on peut imaginer cette soupe comme un immense garde-manger qui aurait permis alors l'explosion de la Vie

 

Des extensions de la membrane cellulaire sont possibles et quand elles se développent vers l'intérieur de la cellule, elles constituent des invaginations membranaires. Les extensions vers l'extérieur sont elles aussi possibles, elles constituent les évaginations membranaires, mais n'interviennent pas de façon essentielle dans les échanges membranaires mais ont comme intérêt d'augmenter la cohésion entre les cellules comme pour le tissu conjonctif.

Pourquoi ne pas imaginer que des sphères de phospholipides assez grosses, au hasard de multiples essais un jour lors d’un choc, se soient  entre ouvertes et se refermèrent au hasard, sur divers éléments de la lagune ::

 

1- soit sur rien d’autre que l’eau de la lagune et diverses molécules, c’est à dire du matériel sans espoir de vie.

 

2– soit sur un génome incomplet et de l’eau de la lagune sans outils. Certains de ceux-ci  appelées aujourd'hui des virus, ne se reproduisaient qu'en parasitant une autre cellule

 

3-soit un jour, par chance, sur un génome complet, capturé avec des éléments utiles de la soupe de la lagune comme les ribosomes.

De toute façon, un jour, il fallut qu’avec ou sans accessoires un génome s’entoure d’une membrane

 

 

Sur le dessin de droite : figure un génome seul sans autres compléments. Ces cellules sans outils, appelées aujourd'hui des virus, ne se reproduisaient qu'en parasitant une autre cellule.

 

Le dessin de gauche : représente une cellule remplie de l’eau de la lagune avec différents éléments dont de nombreux ribosomes. Au centre un génome complet contenant les gènes codant pour des protéines et d'autres gènes directement utilisables comme les (ARN-enzymatiques) et (ARNt). Le tout entouré d’une membrane équipée de protéines de transfert pour puiser dans la lagune toutes les molécules  nécessaires et rejeter celles qui sont inutiles.

Cette cellule étant quasiment complète son premier  tester fut de compléter ses structure  en exploitant ses gène

 

 

Exploitant ses Gènes dans tous ses domaines

 

1- Les gènes directement fonctionnels par exemple ceux qui codent les ARNt (transferts).

 

2- Les gènes qui servent à  la traduction des protéines.

 

3- Les gènes ribozyme qui donnent des instructions génétiques.

 

En commençant par la traduction des protéines

 

 

Ayant fait le plein des réserves nécessaires la cellule se dupliqua

 

         

La recherche N°475 Mai 2013 nous apporte des précisions à propos des bactéries de type L qui pourraient ressembler aux premières cellules apparues sur terre. En effet comme les protocellules, elles sont entourées d’une membrane composée d’une double couche de phospholipides. Pour se reproduire les protocellules comme les bactérie du type L, pouvaient créer des phospholipides en excès et cette surproduction devait entraîner l’expansion de la membrane. Celle-ci se déformait, devenait instable et finissait par se souder entre les deux génomes pour reformer deux protocellules.

 

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 le désert marin certains trouvèrent des oasis riches en éléments biochimiques et s’y reproduisirent.

 

Sur le chemin de l’évolution les êtres vivants franchirent les étapes de la complexité : des unicellulaire aux pluricellulaire, tant du règne végétal qu'animal jusqu’à  l'émergence de l'homme.