21.9.19 Paris

Voir Un délire d'ADN: Le labyrinthe

02.10.19 Paris

Voir la rédaction du 16.9.19 dans création de gènes

Séparation des églises et de l'état: Par ce mnémotechnique je veux dire la séparation de l'énergie (ATP dans les mitochondries)  et de la communication avec l'extérieur à travers la membrane de la cellule eucaryote, avec une bicouche seulement. Jusque là (réf. ici) j'ai supposé la formation de la cellule eucaryote tout à fait au début des PEEMOVs comme celle des procaryotes:

• à l'interface huile/eau se forme le liposome avec une membrane double couche ayant des pores provoqués par les forces électromagnétiques de surface, et un contenu de soupe prébiotique.
• Le liposome reste accolé à cette interface, car plus léger que l'eau et plus lourd que l'huile. Il est alors recouvert par une membrane double couche d'un liposome qui vient de la phase huile et se casse sur lui. Le périplasme, l'espace entre les 2 bicouches, peut provoquer alors une différence de potentiel à travers la première bicouche, siège des futures chaînes protéiques de la synthèse de l'ATP. Nous avons là la future mitochondrie.
• Comme le 1er liposome formé, cette proto-mitochondrie reste accolée à l'interface huile/eau et sera recouverte par un liposome ayant gardé son contenu de soupe prébiotique. En supposant que les forces de surface (interface eau/huile) cassent la 3ème bicouche au niveau de la proto-mitochondrie et l'incorpore dans le 2ème liposome, nous avons là la configuration de la cellule eucaryote: une bicouche enveloppant une contenu de soupe prébiotique et la proto-mitochondrie contenant elle-même une soupe prébiotique.

Comparons maintenant les cellules procaryotes et eucaryotes actuelles.

• La cellule procaryote réunit dans un seul liposome 1 à 3 petits chromosomes souvent circulaires avec 0 ou plusieurs plasmides compatibles avec ces chromosomes, les chaînes de synthèse de l'ATP dans la bicouche interne et les protéines membranaires (à travers les 2 bicouches) nécessaires à la communication avec l'extérieur.
• La cellule eucaryote sépare, elle, production d'ATP, dans les mitochondries, et communication avec l'extérieur à travers la bicouche externe, ou membrane. Il semble alors que cette configuration favoriserait la formation de grands et nombreux chromosomes, nécessitant une gestion d'une complexité sans commune mesure avec celle des chromosomes et des plasmides des procaryotes, notamment au moment de la division cellulaire.
• L'hypothèse de la création des gènes chez les procaryotes (voir lien ci-dessus) m'a questionné alors sur celle des eucaryotes. Or les eucaryotes n'ont pas d'opérons polycistroniques et ont 1000 fois plus d'ADN qu'E.Coli, et qui n'est utilisé qu'à hauteur de 5% rendant le nombre de gènes codants à peine 10 fois plus nombreux que ceux des bactéries. Quel est alors le processus de fabrication de tant d'ADN? Il m'est apparu alors évident que les contraintes de la fabrication et de la gestion de cet ADN sont complètement différentes de celles des procaryotes. 
  •  Chez les procaryotes l'ADN, sous forme d'un chromosome circulaire, utilise sa résonance pour s'auto-construire et s'auto-gérer, car il ne peut utiliser la bicouche interne surchargée des chaînes de respiration et des protéines de communication traversant les 2 bicouches. Ce n'est qu'à la division cellulaire que le chromosome utilise son ancrage à la membrane.
  • Chez les eucaryotes c'est la membrane cytoplasmique (une seule bicouche) qui, avec l'aide de nouvelles protéines qui n'existent pas chez les procaryotes, va gérer et créer l'ADN. Mais la membrane cytoplasmique ne suffit pas à elle seule, car il lui faut de grandes quantités de bases nucléiques et ce sont les mitochondries qui vont les fournir avec en plus de l'énergie sous forme d'ATP qui sera transformée dans le métabolisme central en bases nucléiques de l'ADN.  Cette grande quantité d'ADN ne sert pas à créer des gènes seulement mais surtout à gérer les chromosomes mécaniquement. Plus les contraintes mécaniques seront grandes plus les chromosomes seront linéaires et grands nécessitant des protéines (histones) pour les emballer et les déplacer (actines) et tout cela favorisera les recombinaisons soumises à la sélection naturelle.
  • La membrane nucléaire: Elle est nécessaire pour la communication avec le cytoplasme, mais elle procède les échanges par de nombreux pores qui contrôlent les entrées et sorties, au lieu de communiquer avec des protéines membranaires. Elle disparaît pendant la division cellulaire et la migration des chromosomes se fait par accrochage de protéines spécialisées à la membrane cytoplasmique. On peut admettre qu'aux PEEMOVs que seule la membrane cytoplasmique suffit et que la membrane nucléaire va se former et surtout devenir fonctionnelle par la création des nouvelles protéines de contrôle aux pores.
  • Les protéines membranaires et la communication avec l'extérieur. Les mitochondries ne peuvent plus communiquer avec l'extérieur. Leur seul communiquant est le cytoplasme de la cellule eucaryote. D'où une contrainte externe par rapport à la mitochondrie totalement différente de celle des procaryotes qu'ils soient libres ou en endosymbiose. La cellule eucaryote a besoin de l'énergie et des acides nucléiques fournis par la mitochondrie et celle-ci ne répond aux contraintes extérieures à la membrane cytoplasmique que par la réaction du cytoplasme à ces contraintes.
  • Les gènes de tRNAs se terminant par t, xct ctt att gtt sont propres aux eucaryotes ainsi qu'une fréquence relativement élevés de ceux se terminant par g par rapport aux procaryotes. Les archées ne produisent strictement aucun du 1er groupe, alors que les bactéries produisent systématiquement cgt et un petit peu de ctt. Les archées presque toujours tous les gènes se terminant par a g c, mais sans duplication.
• Nous voyons alors que l'évolution concertée entre les mitochondries et la cellule eucaryote devrait commencer dès les PEEMOVs avec la membrane cytoplasmique entourant des proto-mitochondries.

Origine des eucaryotes: Dans cette réflexion je ne fait jamais référence aux filiations. Les eucaryotes ont leurs propres PEEMOVs comme les bactéries et les archées, ils suivent leurs propres PEEMOVS, 1ères étapes de l'évolution moléculaire (à l'origine de la vie), après formation des liposomes. Cette réflexion est en porte à faux avec la théorie de l'origine des eucaryotes par filiation d'une symbiose entre une archée et une alpha-protéobactérie. Mais je pense que, si mon cheminement dans la réflexion est bon, les ressemblances entre ce partenariat symbiote et les eucaryotes n'est que le résultat d'une convergence évolutive. Les dernières avancées dans ce domaine sont révélées dans: Asgard archaea capable of anaerobic hydrocarbon cycling. Sortira en December 2019 Nature Communications 10(1) DOI: 10.1038/s41467-019-09364-x.