My archives - BlogoooLife\npétrole-prébiotique 2011 évolution de la membrane prébiotique 2014 Poster 2014 chiralité-prébiotique 2012 Historique des écrits du 14.3.14 pour les séminaires 2014\nEvolution de la membrane prébiotique\nPar mekali le 19 Juillet 2014 à 12:12\nLe speach de Pohorille m'a suggéré qu'il faut considérer la perméabilité des liposomes non pas d'un liposome parfait, mais d'un liposome formé à partir de la soupe prébiotique contenant dans la bicouche de nombreuses molécules qui la rendent entièrement une passoire et qu'elle évolue vers le liposome parfait en gardant juste quelques canaux et pendant cette évolution le métabolisme peut s'initialiser et évoluer, la ségrégation K+/Na+ peut se faire, le phosphate peut entrer dans la phase de séquestration et sa pénétration assurée par des canaux qui auront évolués toujours dans le sens inverse de l'évolution à partir d'un liposome parfait.\nLe moteur de cette évolution est l'établissement du potentiel chimio-électrique et la ségrégation Na+/K+ conséquente. D'où la nécessité chez les microbes actuels d'avoir une paroi pour filtrer et un périplasme étroit qui contrôle les protons H+.\n15.7.14 Nara suite\nLe passage de vésicule à liposome est d'une telle force ( comme les forces de surface qu'on arrive à concrétiser, conceptualiser, pour les insectes qui marchent sur l'eau, ou bien la sortie des larves de l'eau vers l'air) qu'il y a un remaniement des forces mises en place dans la phase huile.\nUne fois la bicouche formée la cohésion mécanique réalisée par les acides aminés de configuration L, la renforce de plus en plus. Donc ce passage est la clé de l'évolution de la bicouche lipidique vers le liposome qu'on connaît avec ses protéines ( canaux et complexes énergétiques ) et de l'initialisation du métabolisme. Cette évolution ( potentiel électrique et cohésion ) est une contrainte pour la mise en place du métabolisme.\nS'établit alors une triple synergie: cohésion, évolution, métabolisme. Métabolisme qui fournit les acides aminés pour la cohésion et pour les canaux d'échange.\nL'évolution de la membrane se dirige vers un potentiel chimio-électrique de plus en plus fort et en résonance avec les actions du milieu extérieur. Toutes les propriétés des 5 zones décrites dans chimio-osmose prébiotique, sont en action. Ces propriétés ( graduation de l'hydropathie ) sont exaspérées au moment du passage vésicule-bicouche.\nLe seul point qui reste c'est la synthèse des acides nucléiques. L'évolution par morceaux des acides nucléiques peut commencer avec celle des mono-nucléotides car induite par l'évolution de la bicouche qui a besoin de plus en plus d'acides aminés pour la catalyse ( ATP ), la cohésion ( CTP ) et la mise en place de la paroi ( UTP ). Le GTP ressemble à l'ATP.\nL'évolution du métabolisme va introduire les autres coenzymes qu'on a vu dans chiralité notamment B6, NAD, FAD....\nPar contre la synthèse des oligo puis des polynucléotides parait inexistante. Pour qu'elle puisse être initialisée il faut mettre côte à côte plusieurs ANs et établir la liaison phospho-diester par une ligase. Dans le monde ARN je crois, ( à confirmer ) que c'est l'activité qui est mise en avant pour son évolution. La ligation apparaîtrait en 1er.\nPour ce qui est de mettre côte à côte les ANs, une remarque de Baigl Damien "la membrane chaperonne l'ADN" laisse penser que c'est la membrane. Et ce d'autant plus que mon hypothèse naissante que les ANs se forment quand les bases ( hydrophobes ) présentent leur N (azote) actif vers le "cytoplasme" et que la D-glycéraldéhyde-P y est fixée, me paraît de plus en plus convaincante. Dans cette hypothèse les dRNs se formeraient en 1er car la D-GA-P s'accumule et que l'acétaldéhyde vient de FT et non de formose. La formation des RNs amènerait la fonction de duplication plus facile à réaliser qu'avec les dRNs.\nL'interaction du milieu extérieur ( par rapport au liposome ) / ADN se ferait par les " facteurs de transcription" eux-mêmes résultat de l'interaction du liposome avec ce milieu extérieur. Ces facteurs ouvrent l'ADN double-brin et des morceaux d'ARN peuvent se former. Nous avons là le début de la transcription et de la réplication (Okazaki).\nAinsi la ligation ( par groupe d'acides aminés et/ou d'ARN ) est le point central de l'évolution des ANs.\nNous voyons que l'évolution par morceaux inclut maintenant outre les ARNs que j'avais mentionnés, l'ADN prébiotique et la membrane prébiotique.\nDirectionnalité de l'évolution grâce à la force créée par ce traumatisme.\nLa ligation reste à élucider.\nLe feuillet externe peut contenir beaucoup plus de molécules hydrophobes élaborées. Élaborées par une multitude de vésicules avortées.\nLa fragilité des liposomes formés (Baigl): d'où nécessite de durée plus longue dans l'huile (baisser la température chez Baigl). A cela il faut ajouter les hautes pressions.\nLa ségrégation K/Na peut désormais se faire, mais il faut l'élucider.\nLa thymine est à mettre au même niveau que les autres bases dans la soupe: c'est une autre conformation.\nL'ADN va enregistrer les 1ères étapes de l'évolution du métabolisme, de la membrane et de l'ADN elle-même.\n1. Lecture des articles d'Hiroshi Murakami\navril 2011: Determination of Structural Parameters of Protein-Containing Reverse Micellar Solution by Near-Infrared Absorption Spectroscopy. Hiroshi Murakami,Takaki Nishi, and Yuji Toyota.\ndx.doi.org/10.1021/jp111852s | J.Phys.Chem.B 2011, 115, 5877-5885\nLa myoglobine n'est pas au centre, mais à la surface interne de la micelle. rapport eau/micelle= w0= 2-8.\nConformation distordue par rapport à la solution aqueuse due à l'interaction avec la tête hydrophile.\nTable 2: eau entre 5 000 et 10 000 molécules; têtes entre 300 et 400; Rayon entre 3-4 nm: spectro proche infra-rouge.\nnovembre 2011: Terahertz absorption spectroscopy of protein-containing reverse micellar solution.\nH. Murakami, Y. Toyota, T. Nishi, S. Nashima\nChemical Physics Letters 519-520 (2012) 105–109\nTeraH w0= 0.2, 4.4\nRelation entre low-frequence motion des protéines et leur fonction biologique ( autour du teraH ). On pense que ce mouvement joue un rôle important dans la fonction des protéines.\nTeraH intéressant dans solvant huile, car l'eau donne un grand bruit de fond.\nL'activité enzymatique est fonction de w0.\nStructure des micelles avec myoglobine dérivée de l'article du 4.11 précédent.\nRévélation de l'importance de l'hydratation des protéines. Les têtes hydrophiles réduiraient les couches d'hydratation.\nLe teraH serait intéressant pour l'étude dynamique de l'activité enzymatique et le repliement des protéines.\nNovembre 2013: Nanometer-scale water droplet free from the constraint of reverse micelles at low temperatures.\nH. Murakami,T. Sada, M. Yamada and M. Harada\nPHYSICAL REVIEW E 88, 052304 (2013) DOI: 10.1103/PhysRpressionsevE.88.052304\nsonde photosensible: rhodamine 6G, très grosse (voir wikipedia).\nIntérêt des micelles reverses pour l'étude du water supercooled: organisation des molécules d'eau.\n2. Brouillon pour la lettre\nproblème A/R ----> petits liposomes, quantique à travers la membrane (ref en cours).\nL'intérêt des études dans les micelles ou dans les liposomes ----> les 1ères étapes de l'évolution moléculaire:\navec les mêmes protocoles ----> relation entre membrane et acides aminés au lieu des protéines,\nle plus important, communication ---> d'où Pohorille sur liposome parfait, Baigl et diffusion ----> évolution de la membrane.\nCher Iroshi Murakami,\nJ'ai pu lire tes 3 articles. Ton travail m'intéresse beaucoup parce qu'il rejoint une réflexion que j'ai entamée après mon analyse de la cohésion mécanique du liposome. Tu peux voir cette analyse dans le poster " chiralité prébiotique".\nCette réflexion partait d'un problème que me posait la théorie de la chimio-osmose de P. Mitchell (1960). En effet cette théorie traite du potentiel électrochimique qui, dans la physique classique, suppose un champs électro-magnétique agissant à distance qui établit ce potentiel. Or dans les liquides il n'y a pas de vide et tout champs électro-magnétique local est écranté par les molécules voisines avant d'arriver aux molécules éloignées. Mon étude sur la communication à travers la membrane que j'ai publiée dans chimio-osmose prébiotique se trouvait bloquée alors que j'attribuais au potentiel électrochimique le rôle moteur de l'évolution moléculaire [ 2ème partie du poster "pétrole prébiotique"].\nAvec les propriétés de la cohésion mécanique j'ai pensé alors qu'une haute pression hydrostatique rigidifierait la membrane et permettrait la communication à travers la membrane par le processus d'action/réaction comme dans les solides, et les charges accumulées sur la face externe provoqueraient par ce processus l'ionisation des molécules internes qui les neutraliseraient. En fait le potentiel électrique ne fait qu'augmenter.\nL'idée derrière les hautes pressions hydrostatiques c'est d'accélérer un processus hypothétique qui ferait pénétrait les acides aminés dans la membrane pour enfin constituer des canaux d'échanges. Pourquoi les acides aminés? Parce que les canaux d'échanges sont protéiques et que les acides aminés sont des zwitterions tout comme les têtes hydrophiles aux quelles ils peuvent s'accrocher et pénétrer ainsi dans la membrane.\nCette hypothèse de pénétration des acides aminés dans la membrane est en fait bâtie sur une idée préconçue qui nous paraît logique. Cette logique est la suivante: l'évolution moléculaire, pour obtenir des canaux d'échanges à travers la membrane, doit augmenter la perméabilité des acides aminés. L'à priori est l’existence préalable d'une membrane parfaite comme elle existe chez le vivant mais sans les canaux. Toutes les expériences sont faites dans cette logique et ma réflexion, jusqu'à la prestation orale du Pr A. Pohorille du 13/7, était basée sur cette hypothèse.\nLes idées à la base\ngradient hydrophobicité et solubilité sur les faces des vésicules réverses\nfragilité des liposomes formés suivant mon schéma ( Baigl )\nLes forces surfaciques et la rupture du feuillet externe qui se referme sur le feuillet interne\ndissymétrie entre les 2 feuillets par leur constitution provoque de nombreuses zones à dissymétrie électrique entre les 2 feuillets, donc des potentiels, donc des mouvements d'ions et de molécules avec leurs cortèges de H2O d'hydratation d'où la formation de canaux prébiotiques qui sont au début que des voies de circulation et qui seront tapissés d'acides aminés avec l'évolution moléculaire pour donner les canaux ioniques que l'on connaît.\n_ L'évolution moléculaire de la membrane prébiotique.\nLa circulation est nécessaire pour l'équilibre des charges et elle est permanente sauf pour les liposomes parfaits.\nd'abord il y a initialisation de la fixation du glycérol-P comme dans "chiralité prébiotique", qui produit des têtes hydrophiles servant d'attraction aux acides aminés pour le processus de cohésion mécanique.\npuis il y a la mise en place de la bicouche avec les forces de V. der Walls des chaînes aliphatiques qui se rapprochent.\nLa mise en place des dipôles pour annuler les répulsions électroniques entre ceux dont les chaînes sont courtes.\nAction progressive des acides aminés pour la cohésion mécanique. Elle s'intensifiera quand la sérine sera fixée par liaison ester au P. Cette estérification est favorisée par le mouvement d'ensemble et par la surface polyanionique de la face interne.\nA une certaine concentration la dissymétrie électrique provoquée par la fixation de la surface interne uniquement, doit provoquer la décarboxylation de la sérine au lieu de son enlèvement. Ce qui abaisse la dissymétrie électrique tout en maintenant une forte cohésion mécanique de l'ensemble. Cette décarboxylation est aidée par B6 qui agit en cohésion mécanique comme les acides aminés et comme coenzyme pour les groupes d'acides aminés amassés sur la face interne ( voir initialisation du métabolisme).\nLa décarboxylation des autres acides aminés peut être alors envisagée. Les inter-conversions entre acides aminés et les oxo-acides est mise en place. C'est la 1ère étape importante de l'évolution du métabolisme après son initialisation.\n_ Interprétation de l'évolution moléculaire de la membrane.\nCe titre veut dire qu'avant on ne voyait pas l'évolution de la membrane mais l'évolution des canaux. Et A. Pohorille a fait un pas de plus en proposant la co-évolution de la membrane et du métabolisme. Mais les expériences qu'il a présentées montrent bien l'évolution des canaux et du métabolisme, mais il n'y a toujours pas d'évolution de la membrane dans son ensemble comme je l'ai dit ci-haut.\nJe vois maintenant l'évolution de la membrane comme une membrane passoire au début et qui évolue vers une membrane semi-perméable avec des canaux fonctionnels divers. Les pores qui permettaient la circulation de flux importants vont se fermer petit à petit grâce au rapprochement des PLDs par les forces de V. der Walls et la cohésion mécanique pour combattre les fluctuations des potentiels électriques et les canaliser.\nC'est une évolution plus physique que chimique:\nphysique: dipôles, v. der Walls, circulation, cohésion...\nChimique: 4 estérifications, acides gras, phosphate, glycérol et sérine dans un 1er temps puis décarboxylation de la sérine dans un 2ème temps.\nC'est une vision tout à fait à l'opposé de l'ouverture de pores à travers la membrane qui est l'hypothèse préconçue que j'ai signalée auparavant.\nL'évolution moléculaire de la membrane devient réellement une co-évolution du métabolisme et de la membrane. Deux problèmes qui ne se posent plus alors, ce sont la mise en place de la ségrégation K/Na que je n'arrivais pas à concevoir dans l'autre hypothèse. Reste le pourquoi de cette ségrégation, mais à mon avis cela a peu d'importance pour l'évolution moléculaire en générale et pour l'origine de la vie. Le 2ème problème crucial qui ne se pose plus est la pénétration du P. Comment peut-on envisager la poursuite de l'évolution moléculaire sans P?\n_ Le concept global de l'évolution moléculaire.\nUn 3ème problème que devrait résoudre l'évolution moléculaire de la membrane est le concept d' A/R du concept global. Le concept global que j'étudie dans un article en préparation ( ref. ) est le concept de la continuité entre évolution moléculaire et évolution darwinienne. ----\nRappel des hautes pressions et des milieux condensés en relation avec les 3 articles de H. Murakami.\nÉnonce du concept global\nmobilité ----> canaux\nfacteurs de transcription prébiotiques ----> ADN\nProblème réplication / duplication\névolution par morceaux dont membrane.\n_ Étude des milieux condensés.\nSi je vous ai écrit en détail ma réflexion sur l'évolution moléculaire de la membrane prébiotique, c'est pour vous montrer combien est complexe l'étude des milieux condensés. Certes c'est une façon de communiquer mes découvertes, mais aussi j'essaie de vous montrer que le travail d'imagination et de réflexion devient obligatoire quand on aborde une si grande complexité.\nEt ce travail ne peut être possible que s'il s'appuie sur des concepts simples confirmés par l'expérimentation comme ceux élaborés par la thermodynamique et la mécanique quantique. C'est pour cela que vos travaux et ceux sur les milieux condensés en général sont importants. Car ils nous permettent d'entrevoir le comportement d'une entité individuelle ( un atome, une molécule) dans une situation très simple qui permet l'expérimentation. Je dis entrevoir et même deviner tant la taille de l'échantillon a une très grande importance.\nC'est ainsi dans le 1er article du 4-2011 j'ai relevé une idée intéressante. C'est que la myoglobine ne se situe pas au centre de la micelle mais au contact avec les têtes hydrophiles. Ce qui montre l'importance de la relation membrane/protéine dans les recherches sur les origines de la vie. Par contre la conformation de cette protéine est distordue. Ceci est du à la taille de la micelle. Des statistiques ont été faites sue les molécules de la bactérie E.Coli (ref.) et elles montrent qu'elle est cent mille fois plus grande que les micelles que vous étudiez.\nL'étude de l'organisation dans une bactérie est à comparer à la gestion d'un pays de quelques dizaines de millions d'habitants. L'expérimentation ne permet que de prendre un échantillon, une classe de collège d'une trentaine d'élèves; les règles d'organisation sociale y sont, mais ceux de la gestion d'un pays entier n'y sont pas. Peut-être que si on avait toutes les molécules d'une bactérie et leurs propriétés, on puisse un jour avec des lordinateurs puissants, lui appliquer les mêmes règles de gestion que l'on applique à un pays.\nDans le 2ème article du 11-2011, la technique du téraHz permet d'étudier les vibrations, les mouvements, l'hydratation et le repliement des protéines toujours dans les micelles reverses de taille nanométrique. Tous ces processus influent sur l'activité enzymatique. Une question importante que je me suis posée sur l'activité enzymatique des protéines dans la cellule et non en solution aqueuse: pourquoi la réaction d'estérification/hydrolyse, la plus utilisée par la cellule est toujours directionnelle ( dans un seul sens ), alors que la réaction thermodynamique ( en dehors de la cellule ) est réversible? C'est comme si cette dernière n'existait pas dans la cellule et d'ailleurs elle ne devrait pas exister puisqu'il y aurait un réseau parallèle au réseau enzymatique qui le contrarierait dans ses contrôles. C'est comme si les réactants et les produits n'étaient pas en contact avec l'eau. Mais comment alors passeront-ils d'un enzyme à l'autre? Les expérimentations en micelles reverses et peut être la technique téraHz pourraient en donner certainement un aperçu.\nLe 3ème article du 11.2013 aborde l'organisation des molécules d'eau dans la micelle, ou water supercooled, sous l'influence des têtes hydrophiles. Ces expérimentations sont très importantes pour la recherche sur l'origine de la vie. Ces résultats veulent dire que la micelle ou le liposome, avec leurs têtes hydrophiles créent un début d'organisation. De point de vue conceptuel c'est énorme, car si on ajoute l'organisation de la bicouche et son évolution comme je l'ai présenté précédemment, le problème de l'initialisation de l'organisation est quasi résolu, et ceci grâce à 4 estérifications de 3 petites molécules: glycérol, phosphate et sérine.\nJ'espère, cher Iroshi que vous allez continuer vos recherches dans cette voie, car elles paraissent très prometteuses pour la recherche sur les origines de la vie. je souhaiterais pour ma part, et comme je l'ai signalé au début de cette note, introduire dans ces expérimentations les hautes pressions hydrostatiques, comme elles sont pratiquées en chimie verte, de quelques kilobars.\nMerci encore de vous intéressez à mes travaux.\nBerrada Ali Paris 25.7.14\nessais de réécriture de la suite à partir du chapitre "les idées à la base" du 22.7.14\n_ 1er essai:\nGenèse du scénario de l'évolution de la membrane prébiotique\nJe dis bien du scénario et non d'un scénario, parce que j'estime, comme je l'ai montré précédemment, que les expériences faites jusqu'à maintenant concernaient la mise en place de canaux comme si les PLDs étaient inertes, que la membrane n'était qu'une frontière, un contenant.\n[ gradient de solvatation de l'interface eau/huile des vésicules aqueuses dans l'huile ( ou des 2 phases principales ) mais pas à travers la bicouche car la phase huile ( queues aliphatiques ) est très limitée. Sous-chapitre "les vésicules de la phase huile" de 5.1.2 de chiralité prébiotique].\n_ 2ème essai:\nEn entendant A. Pohorille (ref.) dire que les petits peptides accroissent la perméabilité du liposome j'ai eu une réaction étonnante. Je m'entendais dire "mais les liposomes peuvent être perméables à diverses sortes de molécules". En fait je venais de repenser au scénario de la formation des liposomes que j'ai décrit dans l'article "chiralité prébiotique" ( ref au 1er essai ci-dessus). Ce scénario stipule que l'interface eau/huile des vésicules aqueuses dans la poche de pétrole prébiotique constitue un gradient de solvabilité occupé par les molécules de la soupe prébiotique. Mais cette grande perméabilité potentielle ne provoque pas nécessairement la formation de canaux d'échanges.\nC'est certainement en poursuivant cette réflexion de membrane passoire et en pensant à la discussion que j'ai eue la veille avec Baigl sur la fragilité des liposomes formés par le processus analogue à celui que je propose dans l'article pétrole prébiotique, qu'il m'est apparu évident que mon scénario de la formation des liposomes était à l'origine de l'évolution de la membrane prébiotique.\nScénario de l'évolution de la membrane prébiotique\nAvec ce séminaire, en ayant vu toutes les tentatives pour former les liposomes ou bien pour les remplir de molécules pharmaceutiques, une façon nouvelle m'est apparue pour concevoir la perméabilité prébiotique des liposomes. L'idée serait de partir d'un liposome entièrement perméable ( ou avec de nombreux pores ) qui évoluerait vers un liposome avec un nombre restreint de canaux protéiques comme les liposomes actuels. Ce liposome je l'appelle liposome prébiotique.\n_ Formation du liposome prébiotique ( avec des pores ):\nLe processus pour former ce liposome est décrit dans mon poster "pétrole prébiotique", et par 2 posters qui travaillent sur l'encapsulation des produits pharmaceutiques ( Baigl et un autre, à voir ). Ce processus est décrit schématiquement et n'aborde pas en détail le rapport des forces en présence.\nDans la vésicule aqueuse de la phase huile les forces en présence dans le futur feuillet interne sont celles de V. der Walls qui unissent les queues aliphatiques et celles, ioniques, qui rapprochent les têtes hydrophiles zwitterioniques ( cohésion mécanique ).\nDans l'interface huile/eau principale, futur feuillet externe, les forces sont identiques que précédemment.\nQuand la vésicule aqueuse se rapproche de l'interface principale, 2 types de forces entrent en jeu:\nles forces surfaciques qui font intervenir la résistance à la déformation des l'ensemble des constituants des 2 interfaces. Nous savons en physique qu'elles sont énormes.\nlocalement des potentiels électriques dus à la différence de constitution des 2 feuillets. Ces potentiels sont toujours présents car le milieu extérieur est changeant par définition.\nPour qu'une bicouche se forme il faut qu'elle vainc les forces surfaciques et qu'elle annule les potentiels électriques.\nPour vaincre les forces surfaciques il suffit que la résultante de cohésion du feuillet externe leur soit supérieure.\nPour annuler les potentiels électriques il faut qu'il y ait circulation des ions, avec leur cortège de H2O d'hydratation, à travers la bicouche. Ce qui n'est possible que si les 2 feuillets étaient de constitution hétérogène. Ce qui est le cas de la soupe prébiotique. Dans le cas des expériences pharmaceutiques il serait difficile d'obtenir des liposomes si on utilisait un phospholipide pur.\nLa formation des pores sera d'autant plus facile que les feuillets contiennent des phospholipides à courte queue aliphatique. La cohésion mécanique entre phospholipides fait qu'ils se rassemblent en zones à queues de même taille sensiblement. Les zones à queues les plus courtes des 2 feuillets en face l'une de l'autre subissent la répulsion de leurs dipôles et forment des tubes dont les queues aliphatiques pénètrent perpendiculairement dans les zones à queues longues qui constituent la bicouche.\n_ Évolution de la membrane prébiotique ( ou bicouche ):\nLes acquis: Avec cette hypothèse du processus de formation des liposomes munis de pores de communication nous avons fait un pas de géant, du moins en théorie. 4 points sont acquis désormais:\nLe nombre de pores prébiotiques par rapport au volume du liposome est limité dans une fourchette étroite déterminée par les forces surfaciques. Les vésicules comportant trop de petites aliphatiques ( donc plus de pores à l'arrivée ) avorteront. Les vésicules comportant trop de queues aliphatiques longues ne pourront pas annuler les potentiels électriques, ne pourront pas accrocher le feuillet externe et resteront dans la phase huile. Cette étape de l'évolution sera très rapide.\nDésormais les potentiels électriques peuvent être annulés de façon régulière en réagissant aux fluctuations du milieu extérieur, et donc jouer leur rôle moteur dans l'évolution moléculaire.\nLa ségrégation Na/K peut désormais s'établir sans qu'on ait besoin de savoir pourquoi.\nLe phosphate peut désormais entrer et être séquestré dans le métabolisme naissant.\nCes 3 derniers points posaient problème dans l'article "chimio-osmose prébiotique" et pour l'initialisation du métabolisme dans "chiralité prébiotique".\nLes consolidations à réaliser par l'évolution moléculaire:\nMalgré ce pas de géant théorique tout n'est pas acquis cependant et le liposome peut se disloquer parce que très fragile et le métabolisme naissant peut prendre la fuite par les pores. 4 consolidations sont à réaliser par l'évolution moléculaire et dans certains cas rapidement.\nLe nombre de pores peut être trop élevé par rapport au volume et fragiliserait le liposome.\nLe nombre de queues aliphatiques pas assez longues restant dans la membrane la déstabilise par la répulsion des dipôles de leurs têtes.\nLes caractéristiques des pores sont variées et diverses étant issus de la soupe prébiotique, et ne correspondent pas à un fonctionnement cohérent des échanges. Par exemple il se peut qu'il y ait trop de pores à anions ( phosphate ) ce qui empêcherait l'entrée du phosphate; les queues aliphatiques trop courtes pour s'accrocher à la membrane ce qui désorganise le pore et fragilise la membrane.\nLa fuite des molécules du métabolisme naissant ralentirait ou stopperait carrément l'évolution moléculaire.\nNous allons voir que ces consolidations vont se faire par l'intermédiaire des acides aminés à l'instar de la cohésion mécanique que j'ai avancée dans "chiralité prébiotique".\n2. Le déséquilibre provoqué par les phospholipides à queue aliphatique pas assez longues est une contrainte pour la cohésion mécanique. Nous avons vu dans "chiralité prébiotique" que c'est L-Ser qui joue le rôle principal dans la cohésion mécanique et qu'elle peut être secondée par les autres L-acides aminés quand la tête hydrophile est absente ou incomplète. Cette contrainte à la cohésion mécanique peut accumuler trop d'acides aminés à la surface interne ce qui contraindrait à leur décarboxylation pour maintenir la cohésion mécanique tout en éliminant une accumulation de charges négatives. L'évolution du métabolisme naissant est renforcé puisqu'on passe à une étape ultérieure de son initialisation qu'est l'inter-conversion des acides aminés et des oxo-acides.\n3. Si on exclut les acides aminés et les hydroxy acides des molécules qui tapissent les pores, celles-ci très diverses et pas assez solidaires entre-elles ne favoriseraient pas l'ordre. Les acides aminés et les hydroxy acides apportent la solidarité entre-eux grâce aux liaisons hydrogènes qu'ils peuvent entre-eux. En plus ils peuvent former ( sans qu'ils soient reliés entre-eux par des liaisons peptidiques ) des hélices alpha qui consolident d'un côté la membrane avec des radicaux aliphatiques et qu'à l'intérieur du pore ils exposent des radicaux ionisés ou polarisés variés qui filtrent de façons très variées et fines diverses molécules ionisées ou polarisées. Les hélices alpha et la membrane se consolident mutuellement.\n4. La fuite des molécules du métabolisme naissant ne peut être une contrainte, seulement une sélection. Ce sont les métabolismes qui stockent le plus rapidement et le plus efficacement leurs petites molécules qui pourront continuer à évoluer. Par contre l'interaction entre métabolisme et pores est une contrainte pour le 1er. Le métabolisme a besoin de pores efficaces pour interagir avec le milieu extérieur.\n1. La fragilité entraînée par un nombre de pores excessif est diminuée par l'évolution de la cohésion mécanique. La consolidation des pores par les acides aminés offre par contre une opportunité pour l'évolution de la membrane prébiotique vers les protéines membranaires des systèmes énergétiques en chélatant des métaux de transition nécessaire à ces systmes tels les cytochromes.\nPar mekali le 2 Avril 2014 à 12:34\nVoir préparation du poster 2013 dans continuité-évolution ( à la fin ).\nLa continuité entre évolution moléculaire ( E.M : minéral vers procaryote ) et évolution darwinienne ( E.D évolution d'une espèce vivante vers d'autres espèces vivantes ). E.M agit sur des molécules indiscernables et E.D sur des individus discernables.\nL'E.D s'effectue sur la complexité. L'E.M s'effectue sur la simplicité, maximale à l'initialisation. L'E.D se manifeste par la constance des caractères ( complexité ) pour l'espèce et leurs variabilité chez l'individu. Dans l'E.M sans complexité on ne peut parler de constance et de variabilité.\nContinuité E.M et E.D: E.M = simplicité, processus séquentiel et parallèle, reproduction du liposome (les 3 articles ); E.D = Complexité, processus à accès direct ( comme en informatique ), réplication de l'ADN mais reproduction de l'ensemble et non de l'ADN seule.\nLes 7 principes fondamentaux du concept global: une 1ère approche lors de la réflexion à l'origine de la rédaction des 3 articles.\nContrainte/liberté: Interface surface minérale/eau produit le pétrole et la soupe prébiotiques, mais aussi les caractéristiques du liposome. Le liposome est une double couche sphérique ( la contrainte ) créant 2 interfaces têtes ioniques/eau avec une double liberté des PLDs et de l'eau.\nOrganisation: Auto-assemblage des PLDs en liposome.\nAction/réaction: Ce principe a émergé quand j'ai considéré les hautes pressions hydrostatiques pour le liposome afin que le la chimio-osmose s'effectue plus rapidement et plus efficacement, notamment avec les potentiels protoniques et électroniques.\nReproduction: C'est la reproduction du liposome. Mais leliposome fait une auto-reproduction à condition qu'on lui fournisse les PLDs; Alors que l'ADN se réplique avec l'assistance des protéines et de l'ARN. C'est une vraie auto-reproduction de l'ensemble puisque la cellule fabrique les propres constituants pour répliquer l'ADN qui lui-même permet la fabrication des protéines et de l'ARN.\nInitialisation: Il faut la soupe prébiotique où tout est possible par déplacement des équilibres chimiques notamment " bases + glycéraldéhyde-P + acétaldéhyde" (ADN), "bases + glycéraldéhyde-P + glycolaldéhyde" (ARN) et "DHA-P + acides gras" ( PLD).\nProduction: ou synthèse de nouvelles molécules. Elle se fait avec tous les principes précédents. Pour la reproduction il y a la duplication et l'estérification après appariement.\nBio-compatibilité: Les conditions nécessaires pour qu'un acide aminé rentre dans la fabrication d'une protéine. La condition suffisante c'est qu'il ne contrevienne pas au fonctionnement d'une protéine qui suit son cycle de sa synthèse et de son hydrolyse: acétylation peptidisation hydrolyse (intéines et hydrolyses, voir famille des aas dans détricotage).\nRédaction article en vue du résumé pour Poster.\nContinuité entre les évolutions moléculaire et darwinienne.\nIntroduction: Evol moléculaire. Définition des 2.\n1ères réflexions (articles) d'après les articles dans l'ordre pétrole chimio chiralité . 4 principes:\nC/L d'après les surfaces minérales puis dans le liposome.\norganisation: auto-assemblage du liposome.\nA/R: haute pression sur liposome pour chiralité et action à distance de la chimio-osmose.\nReproduction: Celle du liposome mais il faut l'ajout des PLDs.\n2èmes réflexions (généralisation):\nC/L pour la synthèse des éléments, les cristaux. Contrainte des bases dans l'ADN, liberté dans l'ARN. Les aas piégés par liposome.\nOrganisation: éléments organisateurs grâce à leur nuage électronique. Organisation presque cristal dans l'ADN ----> 2 paires de bases. Organisation des aas dans la membrane du liposome.\nA/R: La matière condensée. Les forces dont la gravitation. A/R à travers la membrane du liposome = communication avec l'environnement. A/R ADN facteurs de transcription sans catalyse. La chimio-osmose et la création des canaux ioniques.\nLa reproduction: Les éléments sont reproduits par la gravitation. Celle du liposome est triviale à condition d'apporter les PLDs. Celle de l'ADN ne peut être isolée de la reproduction du liposome ou de la cellule.\nProduction: Synthèse de liaisons covalentes, amorce les liens nécessaires à la continuité. La synthèse peut se faire dans les principes précédents.\nInitialisation de la continuité avec la soupe prébiotique où existe un réseau de petites molécules déplaçables par les équilibres thermodynamiques. Toutes les molécules de l'initialisation doivent être présentes d'après le principe qu'il n'y a aucun donneur d'ordre. Donc ce sont les réactions demandant peu d'énergie (ester, ions, hydratation ) qui vont fournir les 1ères molécules qui seront piégées, favorisant ainsi le déplacement d'équilibre (formose et non glycérol) = acétaldéhyde, formose, H2 -----> PLDs, ADN, ARN, Thr //aas petits.\n3ème réflexion(continuité): Délègue ARN pour ADN, et protéines pour liposome. Il n'y a pas reproduction des intermédiaires.\nTransformation des 4 principes, C/L Organisation A/R et Production, du liposome en protéines et ADN en ARN. Les aas procèdent 1 à 1, les nucléiques par segments.\nIl n'y a pas une continuité séquentielle, lipo, prot, ARN, ADN. Les délégations ( et évolution) se font en parallèle. Ce qui fait que l'ADN nécessite 2 paires de bases et pas plus, alors que l'ARN en a une multitude et très catalytique. L'ARN est chélatée par les protéines.\nLes protéines + ARN aboutissent au seul et unique code génétique dont le summum de l'évolution se retrouve dans tRNA synthase ----> code à 3 du à la mécanique.\nL'A/R ADN/protéines (facteurs de transcription) est mis en place dès le début comme celui de liposome/protéines.\nApparition d'un nouveau principe: la "bio-compatibilité" avec la famille des aas -----> propriétés des aas codants. Autre que la cristallisation du principe C/L, ici c'est le blocage par des réactions chimiques (ou liaison H). Principe issu des intéines.\n4ème réflexion (après Darwin): Ces principes s'appliquent ( même bio-compatibilité) à la société et à l'écologie.\nL'espèce parfaite est l'équivalent du cristal d'où mort.\nLe désordre complet c'est les guerres.\nUne C/L nouvelle apparaît à ce niveau = la planète Terre a une limite. Cette limite est-elle infranchissable? Essaimer sur d'autres planètes paraît la solution. Mais l'interaction entre les êtres est vitale et la séparation par les grandes distances la rend nulle. La solution c'est de ne pas s'éloigner, en produisant des vaisseaux géants. Est-ce là la clé du paradoxe de Oppenhimer? Étant donné l'âge de l'univers, de la durée de l'évolution sur Terre, cela ferait longtemps qu'on aurait trouvé d'autres civilisations avancées techniquement pour pouvoir communiquer avec elles.\nJ'ai décidé maintenant de partir des 3 articles dans l'ordre historique de leur écriture pour expliquer l’enchaînement des idées. C'est pour moi une façon de consolider mes résultats. Sinon il y a tellement de points à considérer ( voir livre de Luisi Luigi) que je ne saurais plus pourquoi je prends tel ou tel chemin de réflexion.\nImpasse des systèmes ouverts avec un coenzyme entouré de qq aas (2 ans ).\nLa voie des liposomes apparaît très vite prometteuse notamment par la délimitation d'un intérieur où peut progresser l'ordre, et la possibilité d'une synthèse abiotique de leurs acides gras. Seulement cette synthèse se confronte à la polémique du pétrole abiotique.\nAussi j'ai posé comme postulat de départ pour l'investigation sur les origines de la vie, le postulat suivant:\n"La classe des molécules les plus complexes du vivant qui puissent avoir une origine géochimique et abiotique c'est la classe des acides gras à longue chaîne aliphatique".\nÀ partir de là, comme le pétrole abiotique paraît se former dans la croûte terrestre, j'ai cherché à établir l'état des recherches sur la constitution d'une soupe prébiotique en profondeur de la croûte terrestre et non en surface, car aux acides gras il faut ajouter NPS. Cette idée me paraissait dès le début contre-intuitive pour l'azote et le soufre, car l'azote est essentiellement dans l'atmosphère et le soufre et ses dérivés inhibent la synthèse du pétrole synthétisé par le procédé FTT, utilisé en industrie. Et ce d'autant plus que j'étais à contre-courant des théories et de leurs résultats sur les origines de la vie, théories qui partent de l'expérience de Miller-Urey qui elle se déroulerait dans une atmosphère primitive riche en N2 et qui n'existe plus à cause de l'apparition de l'oxygène O2.\nMais cette soupe prébiotique sous-terraine que j'ai appelée "pétrole prébiotique" a un avantage énorme par rapport à celle issue de l'atmosphère primitive c'est qu'elle est actuelle. Il suffit de démontrer son existence géochimique même indirectement à cause de l'omniprésence du pétrole fossile. Cet avantage est aussi d'ordre conceptuel. Son existence n'est pas due à un phénomène unique du passé, qu'on ne peut plus reproduire, mais qu'elle est due à un processus qui se produit continuellement et donc qu'on peut reproduire nous-mêmes.\nPour compléter la voie de recherche à partir du liposome, dans l'article "pétrole prébiotique" j'ai établi l'état des recherches sur la synthèse des têtes hydrophiles qui nécessitent du glycérol et/ou sérine, éthanolamine, choline. Et j'ai terminé cet article avec la formation des liposomes. L'initialisation du métabolisme écrit à la fin est un résumé des articles "chimio-osmose prébiotique" et "chiralité prébiotique".\nLa chimio-osmose prébiotique.\nArrivé à ce stade de réflexion, on peut se demander est-ce que la voie du liposome, tel qu'il est actuellement, peut-elle amorcer l'évolution moléculaire? Car si on n'arrive pas à faire communiquer l'intérieur et l'extérieur du liposome, aucune évolution ultérieure n'est possible. Donc, avant de faire des élucubrations sur la synthèse des têtes hydrophiles, j'ai fait une recherche sur la possibilité de créer des canaux d'échange simples à travers le liposome. Or les recherches bibliographiques sur les liposomes aboutissent rapidement sur le processus de chimio-osmose de Peter Mitchell (1961) qui fait intervenir des protéines membranaires et des canaux ioniques eux-mêmes protéiques. Le processus de chimio-osmose est sous-tendu par le potentiel électrique qui se crée entre l'intérieur et l'extérieur.\nIl est évident alors que si on arrive à synthétiser un liposome comme l'actuel, mais sans les protéines, ce potentiel existerait aussi. Ce potentiel je l'ai appelé "potentiel électrique prébiotique" et il sous-tend une chimio-osmose prébiotique qui n'a rien à voir en puissance avec la chimio-osmose actuelle.\nJ'ai émis alors l'hypothèse que cette chimio-osmose prébiotique, même si elle s'avérait très faible, favoriserait l'incorporation des aas dans la bicouche du fait que ces derniers ont la possibilité de s'accrocher à la face externe du liposome, liposome et aas ayant des têtes zwitterioniques de conformation très proches.\nL'exemple de canaux d'échange simples, comme je le cherchais auparavant, ce sont les ionophores qui sont des peptides de quelques acides aminés et d'alpha-hydroxydes acides, tous les deux D ou L, et qui permettent des échanges d'ions mono-atomiques dont le proton.\nL'article ébauche l'évolution vers d'autres protéines membranaires, mais le plus important ce sont les conséquences conceptuelles sur l'évolution moléculaire:\nNous avons là un réseau d'électrons et de protons à travers la membrane à la place d'un réseau de réactions chimiques en système ouvert.\nLes cations alcalins sont aussi importants que NPS\nLes toutes 1ères étapes de l'évolution moléculaire accentuent la différenciation entre intérieur et extérieur et notamment par le tri entre des aas vers le feuillet interne.\nLa cohésion des feuillets grâce à la structure zwitterionique de la tête et surtout grâce à la longueur du cation ( sérine éthanolamine choline) devrait imposer la conformation des aas et notamment leur chiralité ainsi que celle du glycérol de la tête hydrophile.\nL'ion phosphate doit être traité à part, car il constitue l'armature des feuillets et sa taille et sa charge ne lui permettent pas de passer par diffusion comme les ions mono-atomiques. J'ai suggéré que le processus de flip-flop ( sans enzymes) devrait expliquer son entrée dans le liposome. Son incorporation dans le liposome central et les acides nucléiques constitue ce que j'appelle la séquestration du phosphate.\nLes 5 zones: la membrane n'est pas un contenant seulement (Pohorille).\nL'article chimio-osmose prébiotique laisse en suspens la discrimination entre Na+/K+ et traite le potentiel électrique de façon inadéquate qui est celle du point matériel de la physique classique et notamment les actions à distance entre l'intérieur et l'extérieur comme le suggère la notion de potentiel électrique même. Ces 2 aspects ont été traités après la rédaction de chimio-osmose prébiotique et chiralité prébiotique dans continuité entre EM et ED.\nL'article n'explicite pas clairement la chiralité du glycérol-P, et encore moins l'homochiralité des aas d'autant plus que les ionophores arborent les 2 chiralités de leurs monomères. Une hypothèse que j'ai échafaudée dans l'article conclut que les 2 chiralités du glycérol et de la sérine doivent être complémentaires ( et par extension à tous les aas ). Elle part de la représentation de la tête du phosphatidyl-glycérol où les 2 glycérols sont attachés au même phosphate: glycérol-P-glycérol. L'encombrement stérique étant le même pour les 2 glycérols, leur position par rapport au phosphate rend leur chiralité complémentaire. Mais chez les archées le glycérol (ou la sérine) du cation de la tête hydrophile ne change pas sa chiralité, alors que le glycérol estérifiant les 2 acides gras, oui. L'article chiralité prébiotique traite de ce problème.\nLa chiralité prébiotique.\nLa tête hydrophile comporte 2 bras, le fixe celui qui contient le glycérol estérifié à 2 acides gras, et le mobile qui porte un cation (sérine, éthanolamine, choline) ou un glycérol qui sont attirés par l'anion phosphate d'un PLD voisin. Dans cet article je démontre que la chiralité du bras fixe est déterminée par l'encombrement stérique des liaisons esters (L-glycérol-3P) pour les bactéries et celui des liaisons éthers (D-glycérol-3P) pour les archées.\nJe démontre aussi que la chiralité du bras mobile portant la sérine ou le glycérol est de type lévogyre (L) rapprochant les 2 feuillets du liposome quand le bras se déplace vers l'anion P, augmentant ainsi la cohésion mécanique du liposome.\nSynthèse de la tête hydrophile:\nOn peut supposer que pour le bras mobile l'estérification pourrait se faire après son positionnement. Je pensais aussi que l'éthanolamine devait être la molécule prébiotique à être estérifiée en 1er étant donné sa simplicité et ne demandant aucun positionnement nécessaire à un carbone chiral.\nPar contre pour le bras fixe la difficulté à obtenir du glycérol dans le pétrole prébiotique, le fait qu'il faille créer 2 liaisons esters sur un même glycérol et devant le grand nombre de conformations à traiter si on devait passer par un intermédiaire phosphaté du glycérol m'ont poussé à émettre l'hypothèse suivante: "La DHA phosphatée devrait être hydrogénée et estérifiée sur place, la surface poly-anionique facilitera l'hydrogénation et la tautomérie céto-énol du DHA s'adaptera à 2 acides gras voisins disposés en tête-bêche (se partageant 2 liaisons hydrogènes) pour créer la conformation du glycérol à encombrement stérique minimal. Dans cette hypothèse le L-glycérol-3P, issu d'une éventuelle hydrogénation du glycéraldéhyde-3P sera fixé, alors que le D sera exclu, d'après ma démonstration citée ci-dessus.\nLe bras fixe:\nLe D-glycéraldéhyde n'est pas piégé par la membrane et sert l'homochiralité des sucres; Les enzymes qui fixent le glycérol sont membranaires ( c.a.d que la réaction se fait sur la surface), soit elles hydrogènent la DHA-P avant estérification (réaction EC.111.94, réversible comme si elle était calquée sur l'isomérisation DHA-P = L-glycéraldéhyde-3P) soit il y a une 1ère estérification puis hydrogénation (EC 111.54 irréversible) suivie de la 2ème estérification. Les estérifications sont irréversibles. Donc l'hypothèse du DHA ci-dessus semble renforcée.\nCas du L-glycéraldéhyde-3P: Cette molécule n'existe pas apparemment dans le métabolisme. Pourtant une enzyme spécifique de son hydrogénation a été isolée et le L-glycérol-3P qu'elle donne est fixé à 81% dans la membrane (ref.); Les auteurs se posent la question de l'origine de ce glycéraldéhyde. C'est comme si la DHA libre n'existait pas pour la donner par équilibre thermodynamique.\nLe bras mobile:\nÉtonnamment l'éthanolamine que je pensais la molécule la plus simple et la plus facile à installer s'avère indésirable. Chez les procaryotes elle n'existe pas sous forme libre, sinon il existe une seule enzyme pour la casser en NH3 et acétaldéhyde (EC. ). Ensuite l'attachement au phosphate ne se fait pas directement, alors qu'en dehors de la membrane (enzymes non membranaires EC. et EC. ) le phosphate libre et la choline ou l'éthanolamine libres peuvent être liés (chez les eucaryotes seulement).\nEn fait il y a 2 processus mis en cause dans la fixation du bras mobile. Le 1er est le processus énergétique: la liaison bras fixe- bras mobile est une liaison phospho-diester analogue à celle des acides nucléiques. Alors que les liaisons ester qu'on a vu jusqu'à maintenant sont des liaisons simples. La 2ème liaison est plus énergétique, elle est précédée par une liaison avec un phosphate dans le CDP qui nécessite une 2ème enzyme pour le remplacer. D'où l'intervention du CTP.\nLe 2ème processus mis en cause est d'ordre conformationnel. 3 conformations sont à gérer:\nPositionner le cation ( ou le OH pour le glycérol ): C'est lié à l'encombrement stérique du bras. Il faut que le bras soit encombrant (en volume et en charge) pour qu'il puisse se positionner. C'est le cas de la sérine, de la choline et du glycérol-P (différenciation entre L et D). Ce n'est pas le cas ni de l'éthanolamine ni du glycérol. L'éthanolamine est obtenue à partir de la sérine déjà positionnée, par décarboxylation (EC. ), le glycérol est obtenu par déphosphorylation (EC. ) du glycérol-3P installé auparavant (EC. ).\nPositionner la base nucléique nécessaire à la liaison phospho-diester intermédiaire: ce positionnement s'apparente au piégeage des aas avec leur zwitterion. En effet c'est le CDP avec son NH2 et son sucre qui s'apparente le plus à un acide aminé, parmi les bases nucléiques. Les purines et l'uracile ne conviennent pas par leur taille ou par leur manque de NH2 (uracile). Le dCDP joue le même rôle et on a mesuré un rapport de 0.88 entre les acides nucléiques (ref.). Le rôle de positionnement du CDP est nettement séparé de son rôle énergisant (EC. EC. ) où le phosphate du bras fixe n'est plus libre de tourner autour de la liaison phosphoester.\nPositionner le tétraèdre du P du bras fixe qui peut encore tourner autour de sa liaison avec le glycérol. Ce positionnement n'est pas évident mais on le devine avec EC. qui l'élimine. Mais aussi avec le phosphatidyl-CDP où le 2ème P doit bloquer le 1er.\nHomochiralité prébiotique et initialisation du métabolisme 29.4.14 Tanger.\nLes sucres dérivent du D-glycéraldéhyde-3P qui n'est pas fixé par la membrane. D'où leur homochiralité.\nPour les aas dans le cadre de la cohésion mécanique, nous n'avons démontré que la chiralité de la sérine. On peut attribuer l'homochiralité des aas à la théorie de la chimio-osmose prébiotique plus la théorie de la cohésion mécanique. Ainsi les mouvements des bras mobiles des têtes hydrophiles entraîneraient les L-aas mais pas les D-aas. C'est ainsi que se formeront dans la membrane des pseudo-hélices alpha de L-aas, d'hélicité droite, qui seront à l'origine des canaux ioniques et des protéines membranaires ( chimio-osmose prébiotique).\nSeulement la synthèse des bras mobiles, bien qu'elle nécessite qu'une seule estérification, paraît inaccessible parce que cette estérification, la 2ème d'une liaison phospho-diester, est très énergétique et qu'elle ne bénéficie pas de l'effet de surface comme le bras fixe. Deux processus peuvent accélérer conjointement cette estérification:\nLa synthèse des bras fixes crée des surfaces polyanioniques plus ou moins grandes de phosphates ( PO4--, PO4H- ) qui joueront le même rôle que les anions carboxyliques pour le bras fixe, mais beaucoup moins efficacement parce que moins étendues.\nLes L-aas avec leur zwitterion peuvent participer à la cohésion mécanique comme la sérine. C'est ce que j'appelle la séquestration des aas, différente du piégeage des aas par les têtes hydrophiles déjà formées qu'on a vu en chimio-osmose prébiotique. Elle consiste à mettre un L-aa à la place de la sérine quand c'est possible et notamment pour les 1ères mises en place des têtes hydrophiles, dans les espaces sans bras mobile.\nInitialisation du métabolisme.\nSynergie entre cohésion mécanique et L-aas: Le scénario que je décris ici met en oeuvre la synergie entre les L-aas et la cohésion mécanique. Deux cercles vertueux s'établissent alors:\nL'augmentation du nombre de têtes hydrophiles de même chiralité augmente la cohésion de la vésicule, cohésion qui favorise à son tour la fixation et la séquestration des molécules de même chiralité.\nLa concentration des L-aas par séquestration crée des groupements d'aas catalysant de plus en plus efficacement la synthèse des têtes hydrophiles mais aussi les 1ères voies métaboliques.\nLe tableau des étapes du scénario (Tableau 1):\nLe scénario commence par la synthèse des têtes hydrophiles dans le cadre de la théorie de la cohésion mécanique ( étapes 1 et 2) et se poursuit en supposant que certains coenzymes puissent être séquestrés comme les 1ers aas (étapes 3 à 7). Ce qui permet aux groupements des L-aas sur la paroi de synthétiser de nouveaux L-aas et nouveaux coenzymes.\nL'initialisation du métabolisme est supposé se produire dans les vésicules aqueuses de la phase huile. Elle peut se poursuivre dans les liposomes dont la membrane n'est pas nécessairement recouverte entièrement de têtes hydrophiles. Nous retrouvons là les processus de la chimio-osmose prébiotique qui vont suppléer en molécules épuisées grâce à la diffusion passive et aux échanges par l'intermédiaire des protéines membranaires.\nDans le liposome prébiotique 2 métabolisme qui se complètent sont mis alors en place:\nLe métabolisme membranaire issu du feuillet externe et qui est sous-tendu par la chimio-osmose qui piège les L-aas externes et les coenzymes minéraux pour constituer les protéines membranaires.\nLe métabolisme de la paroi du feuillet interne en contact avec le milieu intérieur. Ce métabolisme séquestre au début les L-aas et les coenzymes les plus simples sur la paroi. Il emmagasine aussi le phosphate par liaisons covalentes. Il est basé sur des réactions simples comme les réactions de formose qui utilisent de petites molécules qui pénètrent par diffusion passive.\nLe scénario arrive jusqu'à la synthèse des acides gras. Ce qui permet alors la reproduction par fission des liposomes. Quand l'évolution moléculaire aboutira dans certains liposomes à la réplication de l'ADN, celle-ci pourra alors se synchroniser avec la reproduction de ces liposomes.\nLe concept global de l'origine de lavie.\nDans l'esprit historique que j'ai adopté jusqu'ici.\nPoser les pbs restants concernant l'article chiralité.\nun pseudo-article ( pour poster ): poser les pbs de la chimio-osmose (juste à côté des autres comme chiralité)\nLa pression hydrostatique ---> contrainte....\nLiposome: auto-organisation par une force (vdW+H) impose une contrainte pour l'extérieur ----> organisateur + délégation protéines (force squelette). Les éléments sont des organisateurs ( et ont été organisés par astro). Auto-organisation ADN par une force H latérale + aromaticité + vdW, n'impose pas de contrainte directement ----> délégation ARN.\nLiposome: action/réaction -----> quantique\nglycolaldéhyde = ga ; acétaldéhyde=aca. ga ---> DHA <-----> DGA + DHA -------> R ; DGA + ga -------> N ; DGA + aca ------> dN ; DHA ==> LGA (mb.).\nB + DGA + ga -----> N -----> P2N ;\nB + DGA + aca ====> dN ---> P1dN qui aide les réactions N -----> P2N; Les P2N font évoluer la voie de néo-synthèse du ribose R qui ajouté à une base B donne N puis P2N qui active la voie de néo-synthèse du ribose R. ( Les bases sont sensées être dans la membrane par hydrophobicité et présentent un NH fonctionnel qui réagirait avec DGA−P ou DHA−P (DHA qui adopterait la forme DGA par tautomérie énol-cetone) comme LGA−P ou DHA−P s'hydrogénisent et s'estérifient en même temps aux 2 acides gras de la membrane. A cet ensemble se lie ga ou aca pour donner respectivement N (B-sucre-P) et dN d'où la notation P2N pour écrire B-sucre-PPP)\nVoie de néo-synthèse du ribose R: DGA + DHA - - - - - - > R + B -------> N -----> P2N. (voir parenthèse ci-dessus).\n2ème lecture de continuité:\ncomment passer de EM, basée sur le liposome, à ED basée sur l'ADN.\nquelles sont les contraintes physiques qui permettent de passer d'une organisation à 2 dimensions sans info et dont les molécules sont libres (liposome) à une organisation semi-rigide à une dimension (ADN) contenant une info (où les molécules sont fixées)?\nLiposome: 2 forces principales, vdW + ionique et éventuellement H (du glycérol du PLDg); , les ions en zwitterions qui se neutralisent.\nL'ADN: toujours les 3 forces , toutes aussi importantes les unes que les autres + un champs d'électrons pi en résonance.\nla force ionique ----> poly-anions neutralisés par les mono-anions alcalins\nles liaisons H font la fermeture\net les forces de vdW chassent l'eau.\nLes forces agissantes :\nentre liposome et protéines ce sont les zwitterions qui agissent;\ndans les protéines ce sont les liaisons H du squelette qui agissent; Les radicaux n'agissent pas par liaison hydrogène (ils n'en ont pas ou très peu) mais par leurs ions, leur chaine aliphatique et par les électrons pi pour contraindre la forme de la protéine.\ndans l'ADN ce sont les liaisons H des bases qui agissent. Les bases sont les radicaux des mono-mères alors que le squelette porte les ions.\nChélation de nucléotides par les peptides.\nLa quantique du liposome.\nARN/Protéine ----> relation catalytique, labilité de l'ARN.\nADN/Protéine -----> relation spéciale ----> transcription.\nThermo= définitions, surfaces minérales (littérature)\nLiposome: plan/sphère limitée. Surface minérale avec PO4 mobile, zwitterion non ionique/SiO4. ----> double C/L. (vésicule?).\nADN: cristal, voir les 3 forces et résonance pi ci-dessus.\ndipôle ok avec chiralité;\ntête horizontale ok avec chiralité, mais fréquence élevée des mouvements de la tête , sans donner le sens.\nUne idée puisqu'on travaille à haute pression: est-ce que la pression hydrostatique peut intervenir pour réduire cette fréquence? Est-ce que la p.h peut contraindre la chiralité L dans la vésicule pour l'agrandir? Est-ce que la chiralité L peut contrer la p.h externe et rendre cette pression plus faible à l'intérieur? A-t-on mesuré la p.h à l'intérieur du liposome?\nUne idée pour étudier l'action à distance à travers le liposome de la chimio-osmose prébiotique: La p.h rendrait plus compact et plus solide le liposome, augmentant ainsi ses propriétés quantiques pour son interaction avec l'extérieur.\nCes 2 idées m'ont poussé à faire des recherches sur les hautes pressions et les propriétés des milieux condensés où l'action à distance du champs électrique n'a pas de sens, puisqu'il n'y a pas de vide. Ce qui m'a amené à étudier aussi l'hydratation des ions dans les solutions aqueuses, à reconsidérer le pb de la ségrégation entre Na+/K+ et la notion de contrainte physique qui remplacerait la notion de force de la physique classique. En effet dans un milieu condensé il n'y a pas de vide, mais aussi il n'y a pas de point de contact. Les nuages électroniques répondent à la physique quantique et par là n'ont pas de frontière bien délimitée: une molécule donnée dans un milieu condensé est contrainte par les molécules voisines qui l'entourent. Cette contrainte est équilibrée par la répulsion entre les nuages électroniques.\nC'est en généralisant cette notion de contrainte à toute structure et aux interfaces entre ces structures que j'ai développé un concept global pour l'évolution moléculaire.\nUn concept global pour l'évolution moléculaire\nPrincipe de C/L; auto-organisation; directionnalité/réversibilité; A/R (interactions entre macro-molécules) ; continuité; reproduction.\nOrganisation = organisation, organisateur, auto-organisation.\nContinuité = 1 processus dans l'actuel, complexe, débute simplement à un certain moment dans l'évolution moléculaire et continue à se produire et à se complexifier dans cette évolution.\nCas des facteurs de transcription: ils sont produits par la membrane par réaction au milieu extérieur puis ils agissent sur l'ADN ( sans catalyse, pour permettre la transcription ). Cette situation peut se produire à l'initialisation du métabolisme avec les pseudo-protéines ( aas piégés ou séquestrés, voir chimio-osmose et chiralité) qui encapsulent les dN par liaisons H, puis double brins, ouverture et appariement avec les N, ligases ----> ARN.\nCas de la chimio-osmose et la formation des canaux, toujours par réaction au milieu extérieur.\nCas des ARN: l'ARN est toujours encapsulé par des protéines, mais ces protéines ne sont pas la conséquence d'une action externe, elles sont dans le cytoplasme. Cet ensemble participe au métabolisme central. A l'initialisation du métabolisme ce sont les processus qui se développent sur la paroi interne qui produisent ces protéines, comme je l'ai supposé avec la séquestration des aas ( voir chiralité ). Mais dans ce cas les mono-ARN ne sont pas produits seulement par le métabolisme, ils sont en plus réunis par appariement sur l'ADN et peuvent produire des oligomères par des pseudo-ligases.\nSi dans le cas de l'ADN la complexification est unidirectionnelle, dans le cas des ARN elle peut prendre au moins 4 directions principales:\n1 ou 2 nucléotides encapsulés par des protéines joueront le rôle de coenzymes: ATP, GTP, NAD;\nles équivalents des tRNAs ( 70 pb environ) évolueront en tRNA et synthase;\nl'équivalent de RNAr évoluera en ribosome;\nl'ensemble + 1 RNA quelconque évoluera en traduction.\nCas du métabolisme\nCe n'est pas le cas de la reproduction des liposomes, ils n'évoluent pas vers la réplication.\nLes toutes 1ères synthèses des mono-nucléotides. C'est la continuité entre EM et ED.\nmétabolisme actuel: DGA−P + aca <−−−> dR−1P, 4124 5427 ! dR−1P + B <−−−> dB−ose−P, 2421 3135 ! dB−ose−P + PP <−−−> dBTP, 2476 2748 ! DGA−P <−−−> Glycérate−3P, 121.12 Eco 273 Eco ! Glycérate−3P ==> Labo. !!! DGA−P <−−−> DHA−P, 5311 ! DGA−P + DHA−P -----> R−5P -----> PRPP, B1 Zn ! PRPP -----> Bases, Hist ! R−5P -----> B−ose−P ! B−ose−P + PP -----> BTP.\nEst-ce que le ga est utilisé en prébiotique? où l'on a DHA−P H2 −−−> PLD ! LGA−P + H2 −−−> PLD ! mais est-ce qu'on a DGA−P + ga −−−> R−1P ??\nDans le métabolisme actuel le ga est utilisé dans: DHA−P + ga <−−−> L−xylulose−1P, 412.19 Eco ! L−xylulose−1P <−−−> D−Ribulose−5P ! pyruvate + ga <−−−> ---, 412.18 412.28 ! folate + ga <−−−> ---, 412.25 Eco ! 121..21 Eco, 111.77 Eco, 1438 EtN.\nReacion de formose: fa + fa <−−−> ga ! ga + fa <−−−> GA (L,D) <−−−> DHA ! DHA + ga <−−−>Ribulose <−−−> Ribose.\nFormose + phosphorylation\nActuel sans enzymes\nAlternative: DGA−P + B −−−> B−DGA−P sur membrane ! B−DGA−P ( sur membrane ) + aca −−−> dB−ose−P ! B−DGA−P ( sur membrane ) + ga −−−> B−ose−P ! dB−ose−P (ou B−ose−P) + PP −−−> dBTP (ou BTP) ! (5 réactions) DGA−P + DHA−P ----> B, Hist; C'est la voie évolutive. Dans alternative il y a directionnalité par la membrane et déplacement thermodynamique: dBTP avant BTP. BTP fait évoluer la voie évolutive et d'où le métabolisme.\nLe principe C/L : Cette notion de contrainte n'est pas la propriété de la pression hydrostatique seulement. On la retrouve pour une même pression à l'interface entre un solide et un liquide. Les molécules du liquide, en contact avec la surface solide, sont adsorbées, c.a.d fixées et donc adoptent plus ou moins l'organisation du solide. Elles sont contraintes et elles-mêmes contraignent leurs voisines qui sont plus libres qu'elles. Le phénomène d'adsorption est à la base de la catalyse par les surfaces minérales. Apparaît alors une notion plus constructive qui est celle de contrainte/liberté. Ces 2 propriétés intimement liées sont la propriété principale du vivant: Si on avait une contrainte absolue, comme on l'a pour les atomes figés d'un cristal, on aurait un minéral comme on le comprend en général. Si on avait une liberté totale, comme pour les molécules d'un liquide, on aurait un système ouvert qui n'assure aucune organisation. Le mélange de ces 2 propriétés se retrouve dans un rapport variable dans toutes les structures biologiques et notamment les liposomes. Dans le liposome les molécules qui le constituent, les PLDs, sont complètement libres en 2 dimensions, la sphère du liposome, mais elles sont contraintes dans cette sphère double minérale. Dans l'ADN, l'ARN et les protéines les monomères sont fixes dans une dimension mais peuvent se mouvoir plus ou moins autour de cette dimension. La structure biologique qui se rapproche le plus du cristal (du minéral) c'est l'ADN sous sa forme de double brin: l'appariement des 2 brins se fait par liaison H nettement plus forte que les liaisons vdW et ioniques, mais peuvent se défaire et se faire sans réorganiser la structure. Grâce aux liaisons hydrogènes on peut cristalliser, en labo, les protéines et les acides nucléiques. Les virus sont des quasi cristaux de protéines et d'acides nucléiques mais se font et se défont grâce aux liaisons H aussi.\nLe principe d'organisation (auto?):\norganisation imparfaite, cristal (ion +liaison covalente), liposome (vdW), protéine (liaisons H sur squelette), ADN (liaisons H sur radicaux), ARN (peu de liaisons H)\nÉvolution par délégation: liposome aux protéines, ADN à l'ARN\nOrganisation + C/L donne: un liposome à 2 dimensions, un ADN à 2 types de paires de bases, des protéines(dipôles) et des ARN (apparié par morceaux) d'une grande variété.\nL'organisation crée de nouvelles forces donc de nouvelles contraintes pour son environnement: ADN (résonance), liposome (zwitterions, osmose), protéines (dipôles, feuillets beta), ARN (structuration de la catalyse), interactions entre macro-molécules.\nLe principe de C/L s'applique aux éléments d'une structure donnée et celle-ci par sa contrainte sur les molécules avoisinantes synthétise d'autres molécules qui pourraient former une autre structure avec une nouvelle contrainte différente de la précédente.\nLes molécules synthétisées, dans la plupart des cas, ne sont pas organisées en une nouvelle structure. Dans le cas d'un système fermé comme le liposome les molécules libres synthétisées par les structures organisées sont canalisées par les contraintes de ces structures et constituent le métabolisme central. Par leurs contraintes les structures organisées font partie donc du métabolisme central.\nLe liposome dont les acides gras sont synthétisés par les contraintes des surfaces minérales (postulat de la poche de pétrole prébiotique) est la seule structure auto-organisée par les petites molécules. Il en contient quelques millions. Les forces d'organisation sont les plus faibles, les forces de vdW. Comme on l'a vu dans la chiralité prébiotique ce sont les contraintes des têtes carboxyliques du liposome ( ou de la vésicule) qui initialisent le métabolisme et modifie ces têtes en zwitterions. Ces surfaces partiellement ou totalement zwitterioniques piègent ou séquestrent les aas de la soupe prébiotique. Ces aas pénètrent dans la membrane et constituent les 1ères protéines membranaires dont les canaux, peut-être sous forme de groupements d'aas non liés mais contraints par et dans la membrane.\nLa chimio-osmose est le moteur de l'évolution moléculaire.\nLe principe d'organisateur:\n** Cette faculté d'une structure à organiser son environnement je l'appelle le principe d'organisateur. Ce principe se manifeste avec toute structure moléculaire mais aussi avec les atomes isolés comme les ions mono-atomiques et les petites molécules de quelques atomes comme le P (phosphate). Le pouvoir organisateur dépend de la complexité et de la taille de la structure organisatrice. Il augmente par exemple avec le nombre atomique dans une colonne du tableau de Mendelev. K+ par exemple devrait être plus organisateur que Na+ sur H2O parce qu'il a 8 électrons en plus.\nLes 5 zones de la chimio-osmose\nÉvolution de la face externe du liposome:\nLa surface du liposome, faite de 10 millions de têtes zwitterioniques environ, favoriserait la pénétration des acides aminés et des acides alpha-hydroxylés dans la membrane et leur regroupement sur cette surface.\nCohésion du liposome: Cependant l'encombrement stérique des têtes hydrophiles, imposé par le rapprochement des chaînes aliphatiques, oppose une forte contrainte à la pénétration. Et cet encombrement est renforcé par la longueur du bras mobile, l'éthanolamine par exemple, qui arrime un phospholipide à son voisin. C'est ce qui fait d'ailleurs la solidité et la cohérence du liposome. Une méthylamine à la place de l'éthanolamine ne permettrait pas l'arrimage et une propylamine le rendrait trop lâche.\nConfiguration des acides aminés: La cohésion du liposome devrait imposer une configuration stérique aux acides aminés et aux acides alpha-hydroxylés qui pénètrent dans la membrane. Cette configuration concerne leur longueur et leur chiralité.\nSynergie structure/chimio-osmose: Nous voyons ainsi qu'à la face externe et même qu'à la face interne le liposome intervient par sa structure même, sans tenir compte du processus chimio-osmotique auquel elle s'ajoute. Le processus chimio-osmotique prébiotique, même si son action peut paraître infiniment plus faible que celle du processus biotique, il évolue néanmoins dans un milieu réactionnel structuré par et avec le liposome et se renforcent mutuellement.\nÉvolution de la zone hydrophobe de la membrane:\nElle va hériter des molécules et de la réactivité chimique du milieu extérieur qui, dans la poche prébiotique, la soupe prébiotique.\nIntégration des acides aminés: L'intégration des petites molécules polaires ou même ionisées par les têtes hydrophiles dans la membrane va les obliger à prendre des configurations spatiales propres aux milieux aliphatiques. Les groupements d'acides aminés et des acides alpha-hydroxylés, accompagnés éventuellement de catalyseurs minéraux chélatés, peuvent devenir des centres catalytiques ou des canaux ioniques.\nLes molécules hydrophobes: Ces molécules, comme les hèmes, les hydroquinones et les bases nucléiques s’intercalent facilement dans la membrane et peuvent présenter de part et d'autre des fonctions chimiques qui seront modifiées chimiquement par les milieux intérieur et extérieur, ou bien serviront comme coenzyme aux groupements d'acides aminés intégrés dans la membrane.\nTransduction du potentiel électrique: Les molécules hydrophobes qui s'étendent sur toute l'épaisseur de la membrane peuvent servir de transducteur du potentiel électrique.\nÉvolution de la face interne du liposome:\nElle la même structure zwitterionique que la face externe mais une partie des têtes hydrophiles peuvent être des sérines responsable en partie du potentiel électrique entre les 2 faces.\nElle va hériter des molécules triées par les 2 zones précédentes. Les acides aminés seront peut-être plus homogènes, surtout en ce qui concerne la chiralité.\nElle va faire pénétrer dans la membrane les molécules propres au milieu intérieur, notamment les petits acides aminés qu'on a vu dans la partie du poster consacrée à l'initialisation du métabolisme dans la poche de pétrole prébiotique et qui sont Gly Ala Ser Asp Glu ainsi que les acides aminés dérivés de ces derniers par le métabolisme naissant.\nEn contact avec le milieu intérieur, elle va subir sa réactivité chimique et son organisation.\nLe milieu intérieur:\nUn milieu fermé: Il est fermé et petit, limitant la diffusion et favorisant l'organisation.\nDes réactions chimiques limitées pendant l'initialisation du métabolisme: Dans l'hypothèse de la poche du pétrole prébiotique, la soupe prébiotique contient de petites molécules qui diffusent facilement à travers la membrane. Ce sont H2, le formaldéhyde, l'acide formique, l'acétaldéhyde, NH3 et CO2 et sont à l'origine de la réaction de formose, qui produits les trioses, et des réactions qui produisent les petits acides aminés ( voir ci-dessus ).\nLe potentiel électrique devrait modifier l'ionisation des acides et des bases faibles.\nLa séquestration du phosphate: A l'intérieur le phosphate sera intégré dans le métabolisme naissant et plus tard dans les acides nucléiques. C'est ce que j'appelle la séquestration du phosphate. Le phosphate est poly-atomique, gros, ionisé aux pHs biologiques et peut porter 1 à 3 charges négatives. Il devrait entrer beaucoup plus difficilement que les ions mono-atomiques. Or sa vitesse de diffusion à travers la membrane est équivalente à celle de K+ et Na+. L'hydrolyse des têtes hydrophiles, déséquilibrant les phospholipides, rend possible le passage de ces phospholipides d'un feuillet à l'autre, par le processus connu appelé flip-flop. Ce qui expliquerait sa vitesse de diffusion.\nPar mekali le 14 Mars 2014 à 12:02\n18.12.13 détricotage préparation en cours\n18.12.13 panachage R/dR idée ok\n8.1.14 gradient du vivant idée sur papier à faire. ok\n13.1.14 gradient du vivant idée sur papier à faire. ok\n15.1.14 les forces fondamentales à coté ok\n23.1.14 2ème détricotage préparation suite ; sur papier à faire ok\n28.1.14 codon-anticodon idée ok\n29.1.14 2ème détricotage suite préparation suite ; sur papier à faire ok\n30.1.14 zéolites pour prebiotic petroleum idée ok\n31.1.14 prebiotic petroleum, réecriture papier wiki, à faire ici\n4.2.14 prebiotic petroleum, réecriture papier wiki, à faire ici\n6.2.14 groupes des aas papier à faire ok\n11.2.14 abstract pour prebiotic petroleum papier wiki, à faire ici\nPar mekali le 13 Septembre 2012 à 21:51\nPar mekali le 8 Septembre 2012 à 14:59\ndébut de rédaction dans wikiversité 050112\nDe l'origine mécanique et géométrique de la chiralité et de l'homochiralité du glycérol-phosphate, du glycéraldéhyde-P et des acides aminés prébiotiques ainsi que des principales caractéristiques physico-chimiques de ces acides aminés.\nLe regroupement des acides aminés de chiralité L et de la pyridoxamine sur la paroi pourrait initialiser le métabolisme prébiotique de ces seuls acides aminés. C'est ce qui expliquerait l'origine de l'homochiralté des acides aminés dans le vivant.\nDans ce qui suit j'ai abrégé les termes suivants parce qu'ils sont très utilisés:\nCette étude théorique est faite dans le cadre de l'hypothèse d'une évolution moléculaire prébiotique qui se déroulerait dans une poche de pétrole abiotique d'origine géochimique ( pétrole prébiotique, en préparation). Le développement théorique et bibliographique de cette hypothèse a montré qu'il était tout à fait possible que les liposomes puissent se former dans ces conditions à partir de vésicules aqueuses présentes dans la phase huile et qui migreraient dans la phase eau pour former ces liposomes. La paroi des vésicules seraient formées par la tête carboxylique des acides gras et le contenu en eau de ces vésicules, ainsi que la phase eau principale, contiendraient les petites molécules hydrophiles dont le glycérol, l'éthanolamine, le phosphate et certains acides aminés racémiques, dont la sérine, pour synthétiser par estérification la tête hydrophile que l'on connait.\nC'est en essayant d'imaginer l'agencement de ces petites molécules en tête hydrophile (dans la vésicule ou le liposome) et la fixation de cette tête sur les ag, qu'il m'est apparu que ce processus puisse imposer la chiralité du glycérol-P et des aa ainsi que la séquestration de ces aa sur les parois, en fonction de leur chiralité, mais aussi de leur longueur, de leur volume et de la fonction chimique portée par leur radical.\nDans un premier temps nous étudierons l'enchainement des molécules de PLD, les unes aux autres, grâce à l'éthanolamine ou à la choline ou à la sérine, qui font partie intégrante de la tête hydrophile. Nous montrerons que cet agencement par enchainement est à l'origine de la chiralité de la sérine. Nous étudierons ensuite la chiralité du glycérol-P dont l'origine est à trouver dans un compromis entre l'encombrement stérique et la répulsion électronique entre la tête carboxylique de l'ag proche du P et ce dernier.\nUn chapitre particulier sera dédié à la séquestration des aa libres parce qu'ils vont se mettre à la place des têtes hydrophiles, grâce à leur amine, lors de l'agencement dans les vésicules ou lors de la perte de ces têtes en réaction au milieu extérieur.\nNous terminerons enfin par les propriétés de cette homochiralité de la paroi liposomale qui peut être à l'origine de l'initialisation du métabolisme prébiotique dans la bicouche même, hypothèse émise dans le travail sur la chimio-osmose prébiotique. L'homochiralité du métabolisme que nous connaisons serait originaire de celle de la bicouche prébiotique.\n2. Chiralité de la serine prébiotique\nLa serine est attachée par liaison ester au phosphate comme le sont l'éthanolamine, la choline et le glycérol. Cette partie de la tête hydrophile constitue un bras mobile. La 2ème partie de la tête hydrophile est le bras fixe, constitué du glycérol-P fixé à 2 ag. Même quand la molécule de PLD est isolée des autres molécules de PLD, le bras fixe présente une grande inertie. Et lorsque 2 molécules de PLD se rapprochent par la force de la liaison hydrogène (NH2) ou ionique (NH3+), vers les 2 oxygènes libres du P, et par la force de l'hydrophobicité (rapprochement des 4 ag), c'est le bras libre qui bougera en premier. Et ceci d'autant plus vite et plus fort que la liaison hydrogène (ou ionique) agit à plus grande distance que ne le font les forces de Van der Walls pour l'hydrophobicité des ag. Ceci entraine obligatoirement une rotation de la molécule de PLD entière, autour des 2 ag, car l'amine NH2 (NH3+) n'est pas alignée avec le bras libre, et le P dont elle se rapproche est massif et très proche des ag.\nSi l'on se positionne au-dessus du PLD avec les ag en dessous du plan défini par 3 oxygènes du P, une rotation anti-horaire soulèverait la molécule de PLD et une rotation horaire l'enfoncerait. La rotation horaire rapproche donc le feuillet en question vers l'autre feuillet de la bicouche, ou vers la phase huile pour la vésicule aqueuse. La rotation horaire est donc un facteur de cohésion très important si l'on tient compte du grand nombre de molécules de PLD que contient la bicouche. Et c'est cet agencement qui déterminera la chiralité de la serine et de la position de l'amine NH2 (NH3+) de l'éthanolamine.\nSi on regarde de face les 2 oxygènes libres du phosphate (voir dessin 1), NH2 peut occuper 4 positions possibles: avant-gauche(VG), arrière-gauche(RG), avant-droite(VD), arrière-droite(RD). La position RG est la seule à donner un enchainement, avec rotation horaire, d'un grand nombre de PLD.\nNous venons de voir l'origine mécanique du positionnement du NH2 de l'éthanolamine. Ceci est valable aussi pour le NH2 de la sérine. Le carbone de la fonction carboxylique de la sérine va se positionner, lui, par répulsion électronique. En effet si on dessine l'agencement de plusieurs PLD voisins (en vue aérienne, voir dessin 1-RG), on voit que les PLD d'une rangée s'emboitent dans la rangée voisine et que le carbone de l'amine (NH2) se trouve au même niveau et aligné le long d'une oblique, avec les carbones portant les esters des glycérols.\n3. Chiralité du glycérol-P prébiotique\nLa chiralité du glycérol-P doit être indépendante de la position du bras mobile comme c'est le cas entre bactéries et archées. Ces lignées assurent la cohésion du liposome avec le même principe mécanique qu'on vient de voir, mais les chiralités de leur glycérol-P du bras fixe sont opposées. La chiralité du bras fixe dépend de la liaison du glycérol aux chaines aliphatiques. En effet la liaison ester est volumineuse et répulse les électrons avec ses 2 oxygènes, alors que la liaison éther n'a qu'un oxygène et est moins répulsive que chacun des 2 oxygènes de la liaison ester (la liaison éther est connue pour être très stable, étant très peu réactive).\nChez les archées, avec la liaison éther sur les ag pour minimiser l'encombrement stérique, les 2 liaisons éther peuvent se mettre toutes les 2 du même côté que les 2 oxygènes libres du P, pour remplir l'espace vacant sous le demi-plan de référence défini par le P (voir Dessin 2). Comme la position de la sérine par rapport au P est imposée mécaniquement, comme on l'a vue précédemment, son amine (NH2) et l'oxygène de la première liaison éther se trouvent, du coup, chacun dans un demi-plan différent, la chiralité du glycérol-P est alors de type lévogyre comme la sérine, puisqu'ils se superposent par rotation. C'est un L-glycérol-3P si l'alcool terminal se trouvait au-dessus des carbones du glycérol comme le CO2H de la sérine se trouve au-dessus de la membrane. Or pour diminuer l'encombrement stérique l'alcool terminal du glycérol doit être au-dessous de ses carbones. C'est alors un D-glycérol-3P ou L-glycérol-1P (sn-glycérol-1P), celui qu'on trouve chez les archées.\n4. Les caractéristiques physico-chimiques des acide aminés prébiotiques\nJ'ai étudié déjà l’interaction aa-liposome dans l'article théorique sur la chimio-osmose prébiotique. J'ai supposé alors que pour former les pores prébiotiques, qui, à l'instar des ionophores produits par certains procaryotes, contiennent des acides aminés (D et L) et des acides alpha-hydroxylés (D et L), les aa devaient s'intercaler entre le P et l'amine, avec liaison hydrogène des 2 côtés. Leur radical se positionnant du coup verticalement à la bicouche, soit dans la bicouche, soit à l'extérieur.\nLe passage des aa à travers la bicouche, par des pores prébiotiques ou unitairement, m'a conduit à supposer que le métabolisme pourrait bien commencer dans la bicouche qui leur sert alors d’échafaudage pour les positionner les uns à côté des autres. L'efficacité de ces groupements d'aa serait de plus en plus grande si leur homochiralité augmente de plus en plus. Mais je n'avais émis aucune hypothèse sur le type, D ou L, de la chiralité finale de ces aa.\nDe même, la ressemblance de 13 aa biotiques avec l'éthanolamine et la sérine pour la longueur de leur chaine carbonée (2 C) entre la tête et la fonction portée par le radical, ainsi que les contraintes qu'ils doivent subir lors de leur passage à travers la membrane, me laissaient deviner que les aa prébiotiques devaient être courts et hydrophobes. Par contre les radicaux ionisés ou très réactifs posaient problème pour le passage à travers la membrane. Ce sont les radicaux ionisables: acides, amides, amines ainsi que ceux de l'histidine et de l'arginine.\nCependant la cohésion mécanique du liposome a 2 composantes, la composante perpendiculaire à la surface du liposome que nous venons de voir et que je nommerai verticale, mais surtout une 2ème composante perpendiculaire au plan défini par les 2 ag du PLD et que je nommerai horizontale, plus forte, et dont le sens va de l'amine d'un PLD au P du PLD suivant. Il n'y a pas de force de cohésion perpendiculaire à la force horizontale et contenue dans le plan des ag d'un même PLD. C'est ce qui autorise les glissements des chaines de PLD les unes par rapport aux autres et différencie le liposome de la rigidité du cristal.\nDans le cas des aa séquestrés, la première composante de la cohésion horizontale n'est rétablie entièrement que si le NH2 (ou même un OH) est accompagné d'un P ou d'un carbone carboxylique, comme c'est le cas des aa, pour rattacher l'amine du PLD de l'arrière et qui se trouve à son niveau. Ces aa vont être bien sûr de type lévogyre (L) comme la sérine, puisqu'on se trouve toujours dans la même configuration où il n'y a pas de brèche dans le liposome (trou sans ag) et que les chaînes de PLD se côtoient (voir Dessin 1-RG ci-dessus).\nL'espace libéré par la tête hydrophile a une surface bien définie. Ça serait là l'origine géométrique de ces aa prébiotiques. Mais leur origine est aussi mécanique puisqu'ils agissent mécaniquement comme la sérine liée au P. Ils ont donc une origine mécanique et géométrique.\nIl n'est pas question ici de retrouver les chaînes des réactions chimiques du réseau métabolique prébiotique. Mais si la séquestration par la cohésion mécanique favorise certains aa et en exclut d'autres, cela nous permettrait d'entrevoir l'initialisation du métabolisme prébiotique à partir de certains groupements d'aa.\nIl est remarquable de constater qu'il y ait 2 fonctions carboxyliques et 2 fonctions amides courtes à 1 et 2 atomes de plus que la sérine, en longueur, chez les aa biotiques! Pourquoi ces longueurs et ce double emploi unique parmi les 20 aa biotiques? La réponse peut-elle provenir de la cohésion mécanique? On peut effectivement émettre l'hypothèse qu'à ces longueurs ces 2 fonctions se trouvent au niveau du P de la tête perdue et qu'elles puissent attirer l'amine du PLD de l'arrière par liaison hydrogène. Ce qui rétablirait presque entièrement la première composante de la cohésion horizontale comme le ferait un P, alors que la fonction carboxylique de la tête des autres aa, décalée par rapport à l'amine du PLD arrière, ajouterait un déséquilibre à ce rétablissement.\nPar contre une fonction carboxylique ou amide d'un aa plus long arriverait au-dessus des ag, serait repoussée par répulsion électronique et destabiliserait la fixation de l'aa.\nTout radical portant un atome à forte action sur son voisinage devrait être exclu, comme les métaux de transitions, les halogènes, les cations mais aussi le soufre. Dans ce cas la cys peut avoir une origine non mécanique et provenir de la thiolyse de la liaison ester sérine-P, par exemple. Reste l'origine de la met. La pro peut-elle établir une liaison hydrogène sous sa forme cyclique? Ou bien la pro prébiotique était-elle linéaire? Le trp devrait poser un problème de hauteur puisqu'aucun aa biotique n'a de la hauteur! Est-ce que la citruline et l'ornitine feraient parties des aa prébiotiques séquestrés?\n5. De l'homochiralité prébiotique à l'homochiralité biotique\nNous venons de voir les principes théoriques de la mise en place de l'homochiralité, en supposant que les molécules nécessaires sont, soit préexistantes en quantité dans le milieu réactionnel (prébiotique) comme les ag, soit qu'elles puissent être récupérées facilement par déplacement des équilibres thermodynamiques.\nCe sont d'abord les processus fondamentaux de la thermodynamique statistique en milieu liquide (huile ou eau). Les molécules diffusent librement dans le milieu, et interagissent entre elles avec des énergies augmentant avec la température. Dans l'environnement organisé d'une cellule, les petites molécules ne sont pas libres et sont contrôlées et transportées même par des macromolécules. Le cytoplasme est considéré comme un "gel colloïdal".\nC'est cette différence fondamentale qui nous interdit de plaquer les réactions enzymatiques du métabolisme biotiques aux réactions chimiques d'un mélange complexe, liquide, sans macromolécules. Le point de départ de l'évolution moléculaire, dans notre hypothèse de poche de pétrole prébiotique, étant l'auto-assemblage des ag synthétisés abiotiquement, notre objectif que nous avons introduit ci-dessus, c'est de mettre en parallèle ces 2 mondes, de les rapprocher en prenant les réactions du métabolisme biotique proches des réactions de la chimie organique, et de considérer les conditions géochimiques de la poche de pétrole les plus proches des caractéristiques physico-chimiques du vivant.\nLes conditions physico-chimiques les plus proches des caractéristiques du vivant sont celles, par exemple, des bactéries vivants dans les poches de pétrole "fossile", à 55 °C et sous 400-800 bars . Mais on peut s'en éloigner encore un peu pour dépasser légèrement la température maximale de la multiplication des extrêmophiles de 113 °C, à 150 °C; la pression a moins d'influence sur les bactéries et on peut la doubler pour atteindre 1,5 kbar comme dans le gisement de pétrole de Tupi au large du Brésil .\nJe pense que dans ces conditions, les réactions qui s'y déroulent peuvent être en équilibre thermodynamique et donc produire en continu, certaines molécules, si celles-ci sont piégées par ailleurs. C'est le cas de l'hydroformylation qui produit le glycéraldéhyde et la dihydroxyacétone (100-140 °C, 120 bars, à partir de CH2O H2 CO; Györgydeák  et al. 1998), de l'hydrogénation du glycéraldéhyde en glycérol (50 °C, 60 bars, en présence de H2) et la synthèse d'aa et d'éthanolamine (A.D.Aubrey et al. (2009), Fig 5 ) et de la choline (synthèse analogue à la triméthylamine).\nDans l'hypothèse d'une formation du pétrole abiotique par diagénèse (voir pétrole prébiotique), où pression et température s'élèvent progressivement, CH2O H2 CO NH3, issus des clathrates de départ (J.L Charlou,  Ifremer: Serpentinisation et synthèse inorganique d'hydrogène, méthane et hydrocarbures le long de la dorsale médio Atlantique), pourraient exister et former glycérol, glycéraldéhyde, dihydroxyacétone, éthanolamine, choline ainsi que quelques aa en petites quantités.\nDans l'hypothèse d'une formation brutale du pétrole abiotique (voir pétrole prébiotique) par métamorphisme, lors de la subduction ou proche de ces zones (cônes d'accrétion), les conditions de pression et de température sont au niveau supérieur des limites pour la synthèse du pétrole par le processus FTT. Ces conditions rendraient possible la synthèse du glycérol et de l'éthanolamine directement comme dans les procédés industriels (500 °C et hautes pressions) à partir des molécules d'éthylène et de propène issues du processus FTT. Ces hautes températures ne permettraient pas la formation des têtes hydrophiles. Il faudrait attendre la migration des poches de pétroles vers des zones à températures plus modérées. A ces températures la synthèse de ces 2 molécules, éthylène et propène, ne se faisant plus, il faudrait supposer que de grandes quantités de glycérol et d'éthanolamine aient été synthétisées auparavant, en même temps que les ag et dans les mêmes concentrations, pour subvenir à la formation des têtes hydrophiles. Aucun résultat, dans le domaine du pétrole "fossile" ou synthétique n'a, jusqu'à présent été rapporté dans ce sens, pour le glycérol (pétrole fossile et synthétique, abscence de N2) ou pour l'éthanolamine (pétrole fossile, présence de N2).\nDans la phase huile les vésicules concentrent toutes les molécules hydrophiles avec en principe peu d'eau. Nous avons vu dans l'article de la chimio-osmose prébiotique, que le liposome dans la phase eau représente le fondement même du vivant, puisqu'il délimite un intérieur spécifique, d'un extérieur changeant et qu'il permet la croissance de l'organisation à l'intérieur par une communication (électronique et ionique) à travers la membrane. Les vésicules de la phase huile, elles, ne peuvent pas communiquer avec l'extérieur, l'huile constituant un mur infiniment épais, ne permettant que l'arrivée des molécules hydrophiles. Les vésicules sont vites isolées les unes des autres.\nAussi nous allons supposer que les estérifications qui nous concernent sont possibles dans l'environnement de la poche de pétrole prébiotique et qu'elles se réalisent lentement, et même très lentement étant donné que le temps géologique n'est pas déterminé. Cependant par comparaison avec le métabolisme biotique, nous allons voir dans ce qui suit, que le rôle de celui-ci va agir surtout sur le nombre d'intermédiaires du réseaux des réactions chimiques.\nNous avons vu précédemment que les vésicules bicouches d'ag dans l'eau ne conviennent pas pour la formation des molécules de phospholipides. De même la formation des liposomes hétérogènes, formés d'assemblage au hasard de phospholipides et d'ag, comme décrit dans la littérature ( Segré 2000 , par exemple ), devraient aboutir difficilement, pour les mêmes raisons, à un liposome homogène, ou structuré (têtes sérine, choline et éthanolamine) avec très peu d'ag nus.\nLe scénario de la formation des liposomes que je décris ici, suppose que les conditions de température et de pression sont stables sur une longue période, que la poche de pétrole n'est pas soumise, pendant cette période, à des turbulances, permettant ainsi la formation de phospholipides dans les vésicules la phase huile. L'interface eau/huile des 2 phases globales sera, dans cette hypothèse, constituée, avec la durée, de phospholipides provenant de vésicules ayant migré vers la phase globale eau et y ayant versé leur eau.\nDans ce qui suit j'ai privilégié le processus de séquestration des aa et d'autres molécules en plus de la fixation des têtes hydrophiles. Mais il n'y a pas que ce processus qui puisse sélectionner les aa dans l'évolution moléculaire. La séquestration apparait comme un tri grossier portant sur le rapprochement des 2 fonctions acide et amine de la tête de l'aa, puis sur leur taille limite. Lorsque j'avais émis l'hypothèse de la séquestration des aa, j'avais prolongé ma réflexion pour imaginer les potentialités des aa et certains ont soulevé des problèmes intéressant vis à vis de cette hypothèse.\nJ'ai recencé 5 processus qui peuvent déterminer la forme des aa et la fonction chimique de leurs radicaux:\nIllustrer la stratégie mise en oeuvre par le vivant pour élaborer les têtes hydrophiles: Au-delà de la chiralité il y a la conformation spatiale en générale, ce qui explique l'intervention des nucléotides CTP et dCTP pour la mise en place du bras mobile.\nEtudier le cas de la chiralité et de l'homochiralité des sucres dont les origines seraient dans la cohésion mécanique des liposomes: l'hydrogénation du L-glycéraldéhyde-3P en Glycérol-3P sur le bras fixe descrimine le L-glycéraldéhyde en faveur du D-glycéraldéhyde.\nEt mettre en oeuvre la cohésion mécanique du liposome pour l'initialisation du métabolisme prébiotique: Ici nous étudierons l'initialisation et les étapes de l'évolution du métabolisme prébiotique en considérant en plus la séquestration des aa, de la dCTP et de 3 coenzymes. Ces coenzymes interviendront dans l'ordre suivant: aa prébiotiques, B6, dCTP, B1, CTP et THF.\nDans les chapitres qui suivent j'ai ajouté les abréviations suivantes, parce que répétitives:\nLe liposome, en effet, n'est pas rigide. Toutes les molécules PLD de la bicouche sont en mouvement perpétuel tout en assurant la cohésion de l'ensemble. Chez les procaryotes, en effet, l'éthanolamine n'intervient que dans une seule réaction (EC 4.3.1.7; 260-1-0), celle qui la détruit en acétaldéhyde et en NH3. Chez les eucaryotes elle est balisée par une plus grosse molécule qu'est le CDP (EC 2.7.1.82; 2.7.7.14; ) . Ce qui l'empêche de devenir un bras mobile mal emboité. Chez les eucaryotes, autres que les champignons (EC 2.7.8.8; 860-70), la PS est synthétisée à partir de la PE et la sérine (EC 2.7.8.29;0-0-40 ).\nIl est remarquable de noter que la choline libre, avec sa grosse tête de triméthylamine (EC 2.7.8.24; 100-0-0), est utilisée directement sans balise pour synthétiser la PC chez de nombreux procaryotes mais chez aucun eucaryote, comme la sérine le fait avec la PS chez tous les procaryotes et les champignons mais pas chez les eucaryotes supérieurs. Par ailleurs la choline se différencie encore de l'éthanolamine par le fait qu'elle n'est pas détruite immédiatement, mais qu'elle est dégradée en plusieurs étapes en glycine.\nMais chez tous les êtres vivants la synthèse du bras mobile passe par une estérification intermédiaire inattendue par la CTP. C'est une différence essentielle avec la théorie du métabolisme prébiotique basée sur l'estérification directe des petites molécules. Et cette étape intermédiaire regroupe tous les fondamentaux du métabolisme biotique à savoir un nucléotide (CTP), un désoxynuléotide (dCTP) avec un rapport CTP/dCTP égale à 0.88 (dans Biochemistry of lipids, lipoproteins and membranes 2008, page 74 ), un phospholipide et bien sûr une enzyme. Mais ne fait pas intervenir de coenzymes, ni CoA ni B6. Nous avons là réunis en monomères, l'ADN, l'ARN, une protéine et la membrane. Nous allons voir dans ce qui suit que cette étape d'estérification a une seule raison d'être, c'est de mettre en place correctement le bras mobile pour qu'il puisse remplir sa fonction principale, la cohésion mécanique du liposome.\nQuand l'effectif est faible un 2ème comptage des listes des bases Brenda ou RefSeq (à partir des liens indiqués par KEGG) est accolé à celui issu de la liste de KEGG. Exemple: 0.5.60 correspond à 0 procaryotes dans la liste de KEGG, 5 procaryotes dans Brenda et RefSeq, et 60 eucaryotes dans KEGG. Les dessins des flèches et les noms des molécules sont ceux de KEGG.\nFigure 2. Analogue à la figure1, d'après les voies métaboliques de KEGG. Ici c'est un montage d'après plusieurs voies métaboliques pour représenter la circulation entre la Sérine, la Glycérone, les acides gras et les phospholipides : Fatty acid Biosynthesis, Fatty acid Metabolism, Glycerolipid Metabolism, Glycerophospholipid Metabolism et Glycolysis.\nComment alors s'est établi l'homochiralité du DGA? Peut-on faire intervenir la cohésion mécanique du liposome? Si c'était le cas, il faudrait que le glycéraldéhyde soit séquestré comme les aa, c'est-à-dire prendre la place du bras mobile de la tête hydrophile et qu'il soit de chiralité L. C'est donc le LGA qui aurait pu être séquestré et avantagé par rapport au DGA. Comment alors le LGA a-t-il pu disparaître complètement dans l'évolution moléculaire pour laisser place au seul DGA? Une fois fixé le LGA peut-il être hydrogéné en glycérol? Mais il faut alors supposer une hydrogénation différente de celle du bras fixe.\nLe glycérol-P du bras mobile de PtdGro est le L-glycérol-3P. En effet il a même configuration que la L-sérine avec l'alcool terminal (CH2OH) à l'extérieur de la membrane. C'est le même que celui du bras fixe puisque celui-ci a l'alcool terminal disposé vers l'intérieur de la membrane (paragraphe chiralité du glycérol-P). PtdGro est décliné, dans Kegg, en phosphatidylglycérol sans préciser la chiralité du glycérol. A mon avis il faut le nommer phosphatidyl-L-glycérol (sans ajouter 3P qui porterait à confusion). D'ailleurs la réaction est écrite clairement dans Kegg :\nLe PtdGro existe aussi dans les têtes hydrophiles des Archées . On a vu que chez les bactéries que le L-glycérol-3P pouvait venir de l'hydrogénation de DHA ou du LGA-3P. Si pour les archées le D-glycérol-3P devait provenir, au début de l'évolution prébiotique, aussi du DGA-3P on aurait eu une homochiralité L de tous les sucres. Ce qui n'est pas le cas. Donc les archées, ayant tous leurs sucres de chiralité D, sont apparus après les bactéries.\nIl est à noter cependant que la synthèse du D-glycérol-3P et son utilisation restent toujours possibles même dans le métabolisme biotique des bactéries. En effet le Ptd2Gro (EC 278.-, Cls;700-100), ubiquitaire, a un glycérol flanqué de 2 acides phosphatidiques avec 4 liaison esters hydrolysables. La libération du glycérol-P peut se faire de 2 manières possibles donant chacune un glycérol-3P ou un glycérol-1P (dans Biochemistry of lipids, lipoproteins and membranes 2008, page 75) ).\nOn aurait tendance à dire que les premiers bras mobiles qui seraient apparus, aient été des L-glycérol-3P puisque ceux-ci ont été déjà synthétisés à la première étape de la constitution de la tête hydrophile. Mais il faut remarquer que la synthèse du PtdGro demande une étape de plus que celle du PS, à partir d'un glycérol qu'il faut détacher du bras fixe; que le glycérol risque, s'il était l'unique bras mobile, d'établir dans certaines conditions de température et de pression des liaisons hydrogènes généralisées, puisqu'il n'est pas ionisable, ce qui cristallisera le liposome.On voit alors l'importance de la sérine qui peut être synthétisée abiotiquement , même en petite quantité, ou bien qu'elle puisse être synthétisée en une seule réaction enzymatique (en présence de B6), dans le métabolisme biotique (EC 431.17; 800-20, et 431.19; 930-100). La sérine est intéressante parce que c'est un acide aminé réactif par sa tête zwitterionique et qu'elle peut en une seule étape donner PE dont l'amine est plus réactive, encore, que le glycérol.\nNous avions admis que l'initialisation du métabolisme ne pouvait démarrer qu'à conditions que les molécules nécessaires puissent être piégées par la paroi de la vésicule, déplaçant régulièrement les équilibres thermodynamiques du contenu aqueux. Excéptée l'hydrogénation du DHA ou du GA par H2, hydrogénation dont on avait supposé l'existence, toutes les autres réactions de la synthèse des têtes hydrophiles sont des estérifications très lentes si elles se font sans enzymes. Ce sont dans l'ordre:\nLes résultats de la réflexion sur la théorie de la cohesion mécanique du liposome montre que celle-ci crée un cercle vertueux: l'augmentation du nombre de têtes hydrophiles de même chiralité augmente la cohésion de la vésicule qui favorise à son tour la fixation de molécules de même chiralité, formant de nouvelles têtes hydrophiles.\nCertaines études (Wieczorek, 2009 ) ont montré par exemple que le dipeptide Ser-His, attaché à la paroi, est très réactif et est à l'origine de nombreux processus qui se déroulent dans le liposome. On le trouve dans les sites actifs de nombreuses enzymes. Dans le cas du métabolisme prébiotique où les réactions sont très lentes, une seule molécule de ce dipeptide peut avoir une forte accélération de l'évolution moléculaire.\nL'analogie des 3 autres coenzymes avec la dCTP est encore plus frappante puisque leurs intermédiaires sont phosphorylés avant d'être convertis en leur forme active, comme la desoxycytidine: c'est ainsi que le noyau pyrimidinique de la thiamine (EC 271.49, 2747) et le noyau pteridinique du folate (EC 2763) sont phosphorylés avec 2 phosphates dans le métabolisme biotique. Curieusement la pyridoxamine, quand a elle, est convertie en la forme active, le pyridoxal-5P chez Clostridium kainantoi par une transaminase (EC 261.54) à partir du D-Ala ou du D-Glu. Une transaminase de ce type se fait normalement avec un L-aa et a comme coenzyme le pyridoxal-5P.\nNous allons supposé que dans le métabolisme prébiotique, ces précurseurs sont d'abord séquestrés (ou fixés?) sur la paroi avant d'être convertis en leur forme active. Notamment nous allons voir (tableau 1 étape 5) que la dCTP primordiale pour le métabolisme biotique pourrait être intéressante de l'introduire avant l'apparition de la CTP puisque celle-ci nécessite pour sa synthèse l'ATP (étape 6), alors que la dCTP pourrait apparaitre avant (étape 4).\nTable 1. Coenzymes prébiotiques: Les dessins et les codes de ces molécules sont ceux de la base de données KEGG.\nAcide folique 2-Amino-4-hydroxy-6-hydroxymethyl-7,8-dihydropteridine Acide 4-Aminobenzoïque Glutamate\nDesoxy-cytidine Cytosine 2-Desoxy-D-ribose\nCe sont les produits de départ dans la vésicule aqueuse dans la phase huile. Toute molécule est suceptible d'être présente. Cependant pour les concentrations je me réfère aux expériences à haute température (150 °C) et hautes pressions (300 bars).\n- H2 H2S CO2, N2 puis NH3 les gaz des évents hydrothermaux (Charlou  2002, Proskurowski  2008 ).\n- Phosphates et polyphosphates des fonds marins (Arrhenius 1997 ).\n- alcanes, acides gras, alcools et aldéhydes du processus Fischer-Tropsch, dont l'acétaldéhyde (Rushdi 2001, McCollom 1999, 2006 ).\n- DHA GA glyoxal par hydroformylation ou formose à 120 bars et 140 °C .\n- ADEGS aa obtenus dans les expériences hydrothermales avec des molécules azotées .\n- Synthèse sans coenzyme du premier desoxy-pentose en 2 réactions (EC 4124, 5427 ) dont la 2ème est auto-catalytique (formation de ribose biphosphate): DGA-3P + acétaldéhyde = D-dRibose-1P.\n- Le passage à la dATP nécessite l'ATP dans le métabolisme biotique (EC 2746). Je suppose qu'en prébiotique qu'il est tout à fait possible que la dATP se forme très lentement par auto-catalyse (en confondant dATP et ATP dans EC 2746) ou en présence de polyphosphates comme les 2 réactions qui la précèdent. D'ailleurs c'est une estérification et j'avais basé l'évolution moléculaire prébiotique sur les estérifications (voir paragraphe 5.1.2).\n- Cette étape peut paraitre théoriquement superflue, mais l'étape 6 qui suit nécessite la thiamine et 7 réactions pour arriver au Ribose-1P. Or nous avons vu à la séquestration de la thiamine, du folate et de la dCTP qu'il fallait une condensation in-situ des 2 parties pour former chaque coenzyme. La dCTP devrait paraitre bien avant la CTP.\n- Dans le métabolisme biotique, il n'existe pas d'équivalent pour la dCTP de la EC 2421 de l'étape 4. Or le passage par la dCTP ou la CTP pour la fixation du bras mobile (EC 277.41), quelque soit le bras, semble primordiale. Aussi la formation in-situ en présence de groupement de L-aa séquestrés apporterait rapidement une grande cohésion mécanique. La dCTP se comporte comme un coenzyme puisque la dCTP, après hydrolyse peut être regénérée par phosphorylation de la dCMP.\n- La formation du liposome avec le passage de la vésicule dans la phase eau, comme on l'a vu est nécessaire parce qu'à un moment ou un autre, l'énergie prébiotique limitée à la vésicule (formose: DHA et DGA), s'épuisera. L'énergie prébiotique sera remplacée par l'énergétique membranaire qui suit l'évolution moléculaire supposée dans l'article de la chimio-osmose prébiotique.\n- Les molécules de base du métabolisme, notamment le phosphate, arrivent alors par diffusion d'abord, par flip-flop physique pour le phosphate, puis par les porines primitives équivalentes aux ionophores et enfin par les transporteurs protéiques.\n↑ 3,0 et 3,1 Zoltán Györgydeák,István F. Pelyvás. Monosaccharide sugars: chemical synthesis by chain elongation, degradation...(Page 8). Academic Press 1998.\n↑ 4,0 , 4,1 et 4,2 A. D. Aubrey & H. J. Cleaves & Jeffrey L. Bada: The Role of Submarine Hydrothermal Systems in the Synthesis of Amino Acids. Orig Life Evol Biosph (2009) 39:91–108 DOI 10.1007/s11084-008-9153-2\n↑ Ifremer fiche 8\n↑ Daniel Segré and Doron Lancet: Composing life. EMBO Reports vol.1 no.3, pp 217–222, 2000. Segre_Lancet_EMBOrep_2000.pdf\n↑ 7,0 et 7,1 Biochemistry of lipids, lipoproteins and membranes 5th edition, 2008: edited by D.E. Vance and J.E. Vance; Elsevier\nBlogoooLife - Création de blog gratuit sur Eklablog - CGU - Signaler un abus -