ORIGINE DE LA VIE

Une vie primitive organique et asymétrique

Aujourd'hui, la vie « utilise » des molécules organiques construites sur un squelette d'atomes de carbone associés à des atomes d'hydrogène, d'oxygène, d'azote, de phosphore et de soufre. La plupart de ces molécules sont réduites, c'est-à-dire que les atomes de carbone sont plus souvent liés à des atomes d'hydrogène qu'à des atomes d'oxygène.

Le fonctionnement de tous les systèmes contemporains, qu'ils appartiennent au règne animal, végétal ou fongique, repose sur la cellule. Trois familles de molécules organiques sont indispensables au fonctionnement des cellules : les molécules de compartimentation (lipides) formant les membranes, les acides nucléiques informationnels (ADN et ARN), constitués par l'enchaînement des nucléotides et les enzymes (protéines catalytiques), constituées par l'enchaînement des acides aminés. Les acides aminés (sauf la glycine) et les nucléotides possèdent au moins un atome de carbone asymétrique (l'atome de carbone tétraédrique est asymétrique lorsqu'il possède quatre substituants différents ; son image dans un miroir ne lui est pas superposable). Pour chaque acide aminé ou nucléotide, il existe donc deux molécules, images l'une de l'autre dans un miroir, appelées énantiomères (du grec enantios, « opposé »). Pour les acides aminés biologiques, c'est toujours le même arrangement géométrique des substituants autour de l'atome de carbone asymétrique qui est utilisé. On dit que les acides aminés ont la même chiralité (du grec kheir, « main ») ou qu'ils sont homochiraux. La chiralité des acides aminés naturels correspond à la géométrie L (nomenclature dérivée de lévogyre ou gauche, survivance d'une appellation ancienne fondée sur le fait que la plupart des acides aminés naturels dévient la lumière polarisée vers la gauche). La situation des nucléotides est plus complexe, car ces derniers renferment quatre atomes de carbone asymétriques. L'un d'entre eux a été choisi arbitrairement pour attribuer la chiralité des nucléotides. La chiralité des nucléotides naturels est de géométrie D (nomenclature dérivée de dextrogyre). Les acides aminés L et les nucléotides D, une fois enchaînés, donnent naissance à des hélices elles-mêmes asymétriques, puisqu'elles sont à enroulement droit. Une vie qui utiliserait simultanément les énantiomères L et D des acides aminés et des nucléotides semble impossible.

La vie terrestre viole donc le principe de parité de Leibniz : la vie et son « image » dans un miroir n'existent pas avec une égale probabilité.

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Écrit par

André BRACK : directeur de recherche au C.N.R.S.

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