Interactions entre éléments du vivant.

24.3.15 Paris

Base de données NON-CANONICAL BASE PAIR DATABASE. Pour les RNA. L'interaction entre RNA et acides aminés a sélectionné les acides aminés codants parce qu'il peut créer un grand nombre de liaisons hydrogènes, ce que l'ADN au contraire interdit presque complètement. En effet les bases ADN ne sont accessibles aux liaisons hydrogène des aas que latéralement dans les sillons. voir croissance: Kalodimos et al. 2002.

Il y a une interaction forte entre aas et ARN. Ce sont les radicaux des aas qui interviennent alors que dans les protéines c'est le squelette le plus important. Certes les radicaux interviennent pour la formation du squelette mais pas en tant qu'alphabet. L'interaction forte entre RNA et aas crée l'alphabet des aas que reconnaissent ADN, ARN, membrane (tête hydrophile et zone aliphatique) et protéines. D'où le concept de compatibilité.

Ainsi l'ADN n'a que 4 bases uniquement et tout comme chef d'orchestre a une seule base propre à lui, la thymine. L'ARN va traduire son alphabet de 4 bases en un alphabet de 20 aas grâce aux multiples liaisons qu'il établit entre ses 4 bases, la réactivité du 2'OH et les modifications apportées par l'évolution moléculaire prébiotique. L'interaction n'est pas seulement de nature non-covalente, ce qui est primordial au début de l'évolution prébiotique, mais elle est aussi de nature covalente:

• surtout les tRNAs portent des aas liés à eux par liaison covalente. Cependant certaines modifications ne contiennent que le radical, comme le radical méthyle de l'alanine. Voir dans le dossier Bases-modifiees.ods (anticodon) et ( voir tableau des modifications ) .
  
• les cofacteurs des enzymes de modification sont des combinaisons de bases (nucléiques ou non) et d'acides aminés liés par liaison covalente: SAM, THF, CoA....

Ces interactions créent un pont entre les 5 protagonistes que sont ADN ARN Protéine métabolisme et membrane. La membrane est relié aux aas grâce à ses zwitterions adaptés à ceux des aas. On retrouve la marque de ces 5 protagonistes dans l'élaboration de l'alphabet protéique: les petits acides aminés du métabolisme central, très réactifs; les acides aminés aliphatique chers à la membrane; les radicaux longs avec ou sans charge positive pour l'ADN; la méthionine du SAM pour les modifications de l'ARN; et la compatibilité entre ces 20 aas pour les protéines.

23.4.15  Paris          

  Reprise des parallélismes ressemble/continuité et différence/évolution mis en évidence dans le dossier résonance aux conséquences des réflexions du 16.4.15 .

Si nous appliquons le parallélisme ressemblance/continuité aux acides aminés il faudrait rechercher leur parallélisme différence/évolution dans les voies métaboliques et leur rôle dans les fonctions enzymatiques et les protéines en générale. C'est un des facteurs de compatibilité des acides aminés qui impose la nécessité d'un acide aminé même si celui-ci pose à l'évidence un problème de d'organisation et de cohésion. Et je pense ici au cas de l'aspartate et de l'isoaspartate.

Donc d'après les réflexions du 16.4.15 il peut y avoir évolution si la différence entre 2 acides aminés est petite ou autrement sont très ressemblants, surtout du point de vue fonction chimique. Nous avons ainsi:

• Les acides aminés qui diffèrent en longueur de chaîne par un seul CH2:  DE   NQ   LV 
• Les acides aminés aliphatiques linéaires et qui sont courts: A L V I
• Les acides aminés qui diffèrent par l'adjonction d'un méthyle: ST
• Les acides aminés aromatiques (fonction principale) qui diffèrent par un hydroxyle, ici c'est une fonction alcool faible par la présence du cycle aromatique: FY.
• Les acides qui ont une grande différence fonctionnelle mais une grande ressemblance structurelle: CS  KR. Ces acides aminés vont avoir une continuité par exemple dans la voie métabolique qui les fabrique ( CS ) et des fonctions évolutives très différentes ( chélation, pont disulfure, fournisseur en soufre pour les clusters FeS pour C, et  fonction alcool très utilisée pour S). K et R n'ont pas de continuité dans leur voie métabolique mais ont un comportement commun, cationique, surtout en interaction avec les acides nucléiques.
• Enfin un acide aminé multipotent:  H qui va avoir une ressemblance fonctionnelle avec les acides nucléiques jusqu'à partager leur voie métabolique de synthèse, va avoir une autre ressemblance fonctionnelle avec C pour les chélations des métaux et interviennent souvent ensemble ou seuls dans les sites actifs. Leur différence structurelle n'est qu'apparente seulement car C a un atome S à concentration électronique polarisable équivalente au nuage électronique aromatique de H.
• Restent les acides aminés singuliers: G P M W. Mais même là ils ont des ressemblances avec d'autres qui fait qu'ils partagent leur voies métaboliques: G avec S et T; P avec R et E, M avec  C, W avec F et Y.

19.5.15  Paris

J'ai cherché aujourd'hui à affiner le concept de compatibilité. A l'origine j'ai introduit ce concept pour les aas entre-eux, voir "continuité entre EM et ED" et les textes qui les suivent. Aujourd'hui en essayant de différencier entre cohérence de la lumière, terme utilisé en physique, et mon concept de cohérence wiktionary donne une acceptation du mot cohérence comme "consistance, Absence de contradiction entre des données, des idées ou des informations". Et quand on regarde le mot consistance, "État d’un corps dont les parties sont liées entre elles de manière à offrir une certaine résistance". La 1ère définition, absence de contradiction, me convient mais elle traite de données intelectuelles et non de réactions chimiques, la 2ème traite du solide, donc de rigidité, ce qui est contraire à ma réflexion jusqu'ici sur l'évolution moléculaire à la base de l'origine de la vie. Aussi je garde le terme de compatibilité comme tout processus, dont principalement les réactions chimiques (liaisons covalentes), ne bloquant pas l'évolution moléculaire (ou autrement ne rentrant pas en contradiction avec ). Dans ce sens les réactions intramoléculaires spontanées que j'ai pu relever dans la base de données KEGG ne bloquent jamais le système, puisque ce sytème a survécu. Mais 2 types de réactions intramoléculaires ( intéines et iso-aspartyle) et les dégradations entre protéines et des RNAs par d'autres protéines laisseraient penser qu'il y a contradiction et même qu'il y aurait blocage avec l'iso-aspartyle. Et c'est là justement où on passe de mon acceptation de la compatibilté à la notion de consistance, abscence de contradiction dans l'ensemble des interactions (notion de relations, proche de la notion des idées) entre les molécules du liposome en évolution. Une molécule est incompatible avec l'évolution moléculaire parce que son organisation et son rôle organisateur ne va pas à l'encontre de cette évolution (voir ma 1ère définition de compatibilté des aas). La consistance logique découle directement de cette compatibilité entre ces molécules qui sont à l'origine: 21 aas, 5 bases nucléiques, 2 sucres et 3 phospholipides ( PLG, PLE et PLS). Tous les intermédiaires qui vont naître de l'évolution moléculaire vont contribuer à cette cohérence logique et disparaissent ensuite. La cohérence physique, "Union complète entre divers éléments d’un corps", permanente ne s'appliqe en fait qu'à 2 structures: ADN et mempbrane.