Etude des origines de la vie. Rôle des virus

 

PHYSIQUE DES ONDES

ESSAI D'UNE NOUVELLE PHYSIQUE

RUBRIQUE N° 16 Étude de l'origine de la vie. Le rôle des virus

Par Paul Bouchard Le 10/10/2016

1) INTRODUCTION

Il est indispensable de lire notre rubrique précédente N°15 avant d'aborder la présente. De même la lecture du blog ''paulpb eklablog.fr'' est nécessaire, car il décrit une physique des ondes fondée sur des hypothèses différentes de celles de la physique ''standard'' des particules qui est généralement acceptée et enseignée. Les 6 chapitres du corps principal de ce blog, avec ses 4 post-scriptum, forment un tout dont la connaissance, sinon l'acceptation, permet de suivre le raisonnement exposé dans cette rubrique N°16.

 

Nous poursuivons ici notre recherche de l'existence de la vie dans les cellules vivantes (bio-cellules). La rubrique précédente N°15 explique leur constitution. L'électron-positron particule élémentaire est constitutive des atome des éléments chimiques. Les molécules de ces éléments associés par le carbone et l'hydrogène forment des composés organiques, substrat des bio-molécules, puis des complexes, des macromolécules et des organites. Ces derniers peuvent être considérés comme ''les divers ateliers d'une usine'' qui est la bio-cellule. Nous avons donné notre point de vue sur la nature des liaisons chimiques et la structuration des molécules par les nucléons des atomes. Nous avons montré que le développement et le fonctionnement des biomolécules ont pour base les propriétés des ondes énergétiques et de structure de l'électron (notamment la mise en résonance), ainsi que l'application des lois primordiales de la physique (recherche de la stabilité et de l'énergie minimum) et des règles propres à la physique des quanta.

 

Nous poursuivons ici notre recherche de l'existence de la vie dans les cellules vivantes. Dans la rubrique N°15, nous sommes partis d'une particule élémentaire, l'électron (sa nature est faite d'ondes d'énergie et de structure), pour arriver à la bio-cellule, en passant par les atomes des composés organiques qui forment le substrat des bio-molécules puis des complexes, des macromolécules et des organites. Ces derniers peuvent être considérés comme les divers ateliers d'une usine qui serait la bio-cellule. Nous avons donné notre point de vue sur la nature des liaisons chimiques et la structuration des molécules par les nucléons des atomes. Nous avons montré que le développement et le fonctionnement des biomolécules ont pour base les propriétés des ondes énergétiques et de structure de l'électron (notamment la mise en résonance) ainsi que l'application des lois de la physique (recherche de la stabilité et de l'énergie minimum) et les règles propres à la physique des quanta.

 Nous avons dégagé et mis en évidence plusieurs points importants concernant les propriétés physiques et chimiques ainsi que le fonctionnement interne des éléments constitutifs des cellules. Nous les rappelons succinctement ci- dessous :

 Ce qui définit réellement la matière organique, c'est que celle-ci possède un ensemble de molécules dans lesquelles il y a au moins une liaison directe ''Carbone-Hydrogène'', liaison dite ''covalente'' entre atomes qui sont ainsi reliés par certains électrons de leurs couches externes.

 Le partage  de deux ou trois paires d'électrons par les atomes s'appelle respectivement  « liaison double » et « liaison triple ». Ces liaisons entre atomes se réalisent grâce à des enzymes catalyseurs qui permettent la mise en résonance des ondes énergétiques des électrons et la mise en liaison forte ou faible de leurs ondes de structure.

 Les liaisons fortes stabilisent la liaison des atomes dans la molécule, tandis que les liaisons faibles assurent la flexibilité nécessaire aux processus cellulaires, comme par exemple la réplication, la transcription ou la traduction des gènes.

 En plus de leur liaison électronique forte, la constitution et la stabilité des biomolécules est assurée par le rapprochement des noyaux de leurs atomes, et en particulier grâce à la fonction ''structurante'' du noyau (des nucléons) de l'atome de carbone.

Les grandes possibilités de liaison et de structuration entre les atomes de carbone, d'hydrogène et d'oxygène, et leur association avec ceux d'azote, de soufre, et de phosphore, permettent d'obtenir une infinie diversité de formes physiques avec les mêmes substances, les mêmes contingences environnementales et les mêmes processus, l'atome de carbone servant de structure de base.

 Le ''mariage'' des ondes de structure des biomolécules explique la formation des macromolécules, des complexes, des organites, constituant les ateliers d'une usine qui est la bio-cellule. Pour mettre en relation les molécules et faciliter leurs liaisons, la cellule met à leur disposition des enzymes catalyseurs adaptés au besoin, ainsi que les plans de chaque atelier. Elle définit les fonctions, fournit l'énergie, assure l'entretien et l'alimentation. Il ne s'agit pas d'une ''animation'' en provenance de l’extérieur, mais bien d'une ''VIE'' propre à la cellule.

 Par contre, le milieu extérieur et l'environnement de la cellule conditionnent l'apparition de la vie, son développement et sa durée. Les possibilités de la nutrition et de l'alimentation en énergie de la cellule sont les conditions de son maintien en vie et surtout de son adaptation permanente aux modifications de son environnement.

 Arrivé en final de la rubrique N°15, je me suis donc trouvé devant ce phénomène de la vie (ce qui était bien ma recherche primitive), mais dans l'incapacité avec les éléments que j'avais réunis, de donner une explication aux faits constatés. Nos hypothèses de l'électron avec ses ondes d'énergie et de structure, des nucléons avec leur puissance de structuration, sont insuffisantes pour expliquer l'existence de ''la vie'' dans la bio-cellule. Devant ce phénomène qui m'est apparu dépasser les données physiques et chimiques que nous avons exposé dans cette rubrique, j'ai donc clos provisoirement mon sujet. J'ai cependant conscience d'avoir justement exposé les prémices de l'existence de la vie dans la bio-cellule. Voici dans cette rubrique N°16 le même problème posé dans une optique différente pour essayer de rejoindre la même cible : L'existence de la vie.

 

2) ESSAI DE DÉFINITION DE ''LA VIE'' D'UNE BIO-CELLULE

 Notre blog au chapitre N°5 a exposé notre conception de la création dans les étoiles de la matière avec sa charge en énergie(s). Au paragraphe N°63 du chapitre N°6 nous avons déjà traité de la vie ''dans'' la matière, il serait bon de relire ce chapitre qui est à mon sens une bonne approche (un bon survol) du problème. On sait que la notion de ''vie'' possède plusieurs degrés de signification. Concernant les bio-cellules, la notion de vie semble comporter la capacité d'assurer des fonctions d'auto-alimentation, de reproduction, d'auto-régulation, d'adaptation. Les plus récentes découvertes montrent que la notion même d'être vivant est difficile à apprécier.

 Dans les faits ces notions se révèlent très complexe. Leur analyse est variable suivant le type de bio-cellule et d'être vivant concerné, suivant l'orientation scientifique et philosophique de celui qui expérimente, suivant l'état des recherches et des découvertes en biologie. La ''théorie cellulaire'' qui est la théorie de base de la science biologique définit les êtres vivants par des caractéristiques que l'on peut résumer de la façon suivante :

 * Tous les êtres vivants sont constitués d'une ou plusieurs cellule ;

 * Toute cellule provient d'une autre cellule par division cellulaire ;

 * La cellule est l'unité de base du vivant, c'est une entité autonome capable de réaliser un certain nombre de fonctions nécessaires et suffisantes à sa vie. Ceci semble exclure les virus de cette catégorie, mais les plus récentes études reviennent sur cette position ;

 * L'individualité cellulaire est assurée grâce à sa membrane plasmique qui règle les échanges entre la cellule et son environnement ;

 * La cellule renferme, sous forme d'ADN, de l'information nécessaire à son fonctionnement et à sa reproduction;

 * En résumé, la cellule est l'unité structurale, l'unité fonctionnelle et l'unité reproductrice. De même que l'électron est la matérialisation des énergies, la bio-cellule est l'incarnation de la vie dans la matière. C'est donc le sujet principal de notre étude.

 La théorie cellulaire dont nous venons d'exposer les grandes lignes, ainsi que la théorie de l'évolution de Darwin datent du temps où la vision en biologie était celle des microscopes optiques dont la limite de résolution est de 0,2 micromètres. Actuellement la limite de résolution des microscopes électroniques est mille fois plus petite, de l'ordre de 0,2 nanomètre, ce qui correspond à la taille moyenne d'une molécule (le pouvoir de résolution est donc 1000 fois plus grand). De ce fait les connaissances en biologie ont fait des progrès considérables. Nous possédons maintenant une vue d'ensemble de toutes les bio-cellules existantes, les virus en particulier, ce qui permet en plus des progrès obtenus en médecine et en biologie, de reconsidérer les théories anciennes sur le fonctionnement et la vie des cellules ainsi que sur l'évolution et les origines de la vie.

 

3) L’ÉCHELLE DU VIVANT

 Pour aider à comprendre le niveau dimensionnel des cellules dans l'échelle des êtres vivants, je copie ci-dessous un remarquable tableau trouvé sur le site:

 '' http://svtduhamel.blogspot.fr/2014/10/lechelle-du-vivant.html''

 

 4) LES DIFFÉRENTS TYPES DE BIO-CELLULES

Nous allons ci-dessous exposer les caractéristiques principales des cellules vivantes, en complétant les éléments déjà exposés au chapitre N°6 de notre précédente rubrique N°15. Nous n'entrerons pas plus avant dans le détail du ''matériel'' biologique (hardware), quant aux processus mis en œuvre (software) ils sont aussi complexes que ceux d'un matériel électronique sophistiqué. Leur survol sans erreur sera déjà une tâche difficile à réaliser. Nous classons les cellules de la plus évoluée à la plus élémentaire (mais pas la plus simple). Les cellules eucaryotes ( à noyau) sont celles des êtres multicellulaires, (règne humain, animal et végétal). Les cellules procaryotes (sans noyau) caractérisent les être unicellulaires (bactéries, archées, protistes, amibes).  Les hématies (globules rouges) et les virus sont maintenant considérés comme des bio-cellules uniques. Ce sont des acaryotes, des organisme dépourvu de noyaux, d'organites et de métabolisme. Nous parlerons des virus dans un chapitre ultérieur.

 

 

La cellule eucaryote est une cellule à noyau, la plus évoluée, celle de l'homme. Elle est aussi celle des animaux et des plantes. Le nombre de cellules est très variable d'une espèce à l'autre. Leur taille varie de 10 à 100 micromètres. L'organisme humain compte ainsi environ cent mille milliards de cellules de plusieurs centaines de types différents qui assument entièrement la vie des divers tissus et organes. Chaque cellule contient plusieurs milliers de molécules exerçant de nombreuses fonctions. Il est utile de revoir la rubrique N°15 au paragraphe N°54 et les figures au chapitre N°6.

Une cellule eucaryote est entourée par une enveloppe, la membrane cellulaire appelée ''membrane plasmique'' qui contient deux parties principales, le cytoplasme et le noyau. Ce dernier est contenu par une ''membrane nucléaire''. Le cytoplasme est formé d'une solution aqueuse (Cytosol) dans laquelle se trouvent de nombreuses biomolécules telles que des protéines et des acides nucléiques, organisées ou non dans le cadre de macromolécules et d'organites. Ces derniers sont des structures bordées par des membranes cytoplasmiques. La qualité des membranes semi-poreuses entourant les molécules a une grande importance pour le fonctionnement général des cellules et les relations entre les organites. Les membranes externes de ces organites sont identiques à celles des bactéries, leurs membranes internes sont également similaires.

 Les plus importants organites sont les producteurs d'énergie (mitochondries pour les animaux et les hommes, chloroplastes pour les végétaux). Le nombre de mitochondries varie de centaines à des milliers dans une cellule, suivant les besoins des tissus auxquels la cellule appartient. Dans ce type d'organites se forme l'ATP (adénosine triphosphate), richement énergétique, qui est le fournisseur d'énergie des cellules. Il faut noter que ces mêmes organites possèdent leur propre ADN, ce qui rapproche leur constitution de celle des bactéries.

 Également important dans une cellule eucaryote, le rôle des réticulum endoplasmiques entourant le noyau. A l'intérieur de ces organites se trouvent des espaces où s’effectuent les réactions chimiques et les synthèses des protéines. Ils contiennent également les ribosomes au travers desquels se réalise la transcription réciproque entre ADN et ARN dont nous parlerons plus loin à propos de génétique.

 Il faut aussi mettre en évidence le rôle essentiel du noyau et de ses organes périphériques qui constituent le centre de direction des activités cellulaires ainsi que le ''coffre'' contenant les plans et le logiciels de ''l'usine'' cellule. Le noyau contient le matériel génétique de la cellule (ADN), mais aussi d'après Wikipédia : << la machinerie nécessaire à la réplication des chromosomes et à l'expression de l'information contenue dans les gènes....La chromatine est la forme sous laquelle se présente l'ADN dans le noyau, elle permet l'empaquetage de l'ADN avec les protéines. >>

 Les cellules procaryotes (sans noyau) constituent le domaine des bactéries et des archées qui sont probablement la première forme de vie apparue sur terre possédant tous les processus biologiques vitaux, y compris les mécanismes de correspondance entre cellules et avec le milieu extérieur. Plus petites ( diamètre compris entre 0,5 et 2 μm.) et plus simples que les cellules d'eucaryotes, les cellules de procaryotes sont dépourvues de membranes internes et d'organites. Elles ne possèdent pas de noyau et leur ADN est formé d'un unique chromosome en contact direct avec le cytoplasme. La région nucléaire du cytoplasme est appelée nucléoïde et n'est pas séparée du reste de la cellule.

L'organisme humain est colonisé par un nombre de bactéries qui peut être dix fois plus grand que le nombre de ses cellules. Ce nombre peut s'estimer à un million de milliards de bactéries. Elles ont une très grande importance pour la vie des organismes dans lesquels elles vivent en ''symbiose'' avec les cellules. Ainsi une colonie de bactéries tapisse la surface intestinale de l'organisme humain (400 m2 environ) sans laquelle nous serions incapables d'assimiler certains aliments. Seules les bactéries savent les dégrader. Sans cette flore intestinale (microbiote), ni l'organisme, ni ses cellules, ni les bactéries ne peuvent survivre. Il existe environ 10 000 espèces de bactéries connues, mais on estime que le nombre d'espèces pourrait atteindre entre 5 et 10 millions. Elles existent partout dans les biotopes et la biosphère, dans les profondeurs océaniques et même dans les déchets radioactifs.

L'archée, comme la bactérie, est constituée d'une seule cellule procaryote, mais elle s'en distingue par certaines caractéristiques qu'elle possède en commun avec la cellule eucaryote sur le plan de la génétique et du métabolisme par exemple. L'archée peut être considérée comme un intermédiaire entre la bactérie et la cellule eucaryote. Sa particularité est d'avoir été découverte dans des milieux extrêmes, comme les sources hydrothermales océaniques, les sources chaudes volcaniques ou encore les lacs salés.

Les virus n'étaient pas considérée par la ''théorie cellulaire'' comme des organismes vivants car ils ne peuvent se reproduire qu'à la condition de parasiter une cellule vivante. La biologie moderne a modifié cette façon de comprendre leur rôle, comme nous le verrons plus loin.

 

 5) ÉTUDE DE LA VIE ''INTELLIGENTE'' DES CELLULES EUCARYOTES

 Dans la précédente rubrique et dans le chapitre précédent, nous n'avons pas voulu développer le rôle du noyau de la cellule eucaryote et celui du logiciel de développement et de reproduction qu'il contient. Nous n'avons pas non plus parlé de la transcription de ce logiciel pour la création (synthèse) des enzymes catalyseurs par les ARN, permettant la survie, le développement et l'adaptation des cellules au milieu extérieur. En effet, ces domaines semblent dépasser l'analyse purement physique et chimique qui était la notre jusqu'à ce point. Il est nécessaire maintenant, puisqu'il est question de la ''vie'' interne de la cellule, d'aborder ces domaines et d'en définir les grandes lignes, en évitant de nous perdre dans leur très grande complexité.

Non seulement la génétique est un domaine complexe, mais la diversité des espèces, spécialement parmi les végétaux, ne permet pas d'exposer de manière simple le phénomène de reproduction des cellules. Nous ne parlerons donc que des cellules eucaryotes de l'espèce humaine. Nous exposerons en premier la reproduction des cellules  dites  somatiques  (non génétiques),  possédant  des  chromosomes  par paires ( diploïdes). Ce type de reproduction par lequel une cellule se sépare en deux est appelé ''mitose''. La plupart des cellules sont en constante croissance et reproduction à des rythmes différents suivant les tissus et organes. Par exemple les cellules nerveuses ne se reproduisent pas, par contre celles de la moelle osseuse, de la peau et de l'intestin le font en permanence.

51) Notions de base en génétique

Avant d'aborder le mode de développement interne et la reproduction cellulaire dans les cellules eucaryotes, je souhaite faire un rappel des notions de base de la génétique en les extrayant de Wikipédia ainsi que du site du ''centre canadien sciences et médias'' : Human Genome Project Information : www.genomecanada.ca www.ornl.gov/sci/techresources/Human_Genome/home.shtml

 << Qu'est-ce que l'ADN ?

L’ADN (l'acide désoxyribonucléique) est une longue chaîne de petites molécules attachées les unes à la suite des autres, comme des maillons. La chaîne d'ADN est formée de 4 maillons différents qui sont désignés par les lettres A, C, G et T. Chaque maillon a une forme particulière et l’organisme les lit comme des lettres de l'alphabet Braille. >>

 << Qu'est-ce qu'un gène?

Un gène est une portion d'ADN qui contient toute la recette d’assemblage d’une protéine. Ce sont les protéines qui font l’essentiel du travail dans l'organisme et les gènes permettent leur reproduction de génération en génération. Concrètement, un gène est une longue séquence de A, C, G et T dans l'ADN. Une partie de cette longue séquence contient les « plans de construction » de la protéine en langage génétique. (Chaque combinaison de trois lettres génétiques correspond à un acide aminé particulier, c’est à dire à une des «briques» dont sont faites les protéines.) Le reste de la séquence d'un gène indique à la cellule dans quelle circonstance elle doit exécuter les instructions de ce gène.>>

 << Qu'est qu'un chromosome?

L'ADN n'est pas nu dans les cellules des organismes vivants. Il est enroulé autour d'un squelette de protéines comme sur une bobine de fil. C'est cet assemblage (ADN + squelette de protéines) qu'on appelle chromosome. Cet assemblage empêche les chaînes d'ADN de s'emmêler et facilite leur lecture. >>

Les chromosomes sont donc constitués d’ADN qui porte les gènes (environ 25 000 chez l'homme). Dans chaque cellule humaine (hors les germinales) l’information génétique est répartie sur 46 chromosomes (23 paires). Pour chaque paire, il y a un chromosome d’origine paternelle et un chromosome d’origine maternelle. Ainsi, pour une même paire, les deux chromosomes ne seront pas identiques. Les 22 premières paires sont appelées « autosomes ». La 23ème paire est celle qui détermine le sexe de la personne. Il s’agit des chromosomes X et Y. Les femmes possèdent deux chromosomes X, alors que les hommes possèdent un chromosome X et un chromosome Y.

Comme nous possédons chaque chromosome en double, chaque gène est également présent en double dans nos cellules (hors les germinales). Ces deux copies d’un même gène, appelées ''allèles'', sont le plus souvent différentes : une d’origine paternelle et une d’origine maternelle. Le choix qui se produit à la copie contribue encore plus à la diversité des individus. Les gènes indiquent à chaque cellule son rôle dans l’organisme. On appelle code génétique l'ensemble des règles permettant de traduire les informations contenues dans le génome des bio-cellules afin de synthétiser les protéines. Nous produisons des dizaines de milliers de protéines différentes, chacune a une fonction dans la cellule.

52) Langage génétique. Rôle de l'ADN

Il est indispensable de relire le chapitre N°55 de la précédente rubrique N°15 qui traite des acides nucléiques, c'est à dire de l'ADN et de l'ARN et de leur rôle sur le plan physique et chimique. Un complément est cependant nécessaire sur la composition chimique de ces acides dont les bases azotées, grâce aux possibilités de leurs combinaisons, permettent de commander toute la vie des cellules (métabolisme, signalisation, liaisons, reproduction). Ces bases azotées qui sont, pour l'ADN: l'adénine, la cytosine, la guanine et la thymine (A, C, G et T) et pour l'ARN: l'adénine, la cytosine, la guanine et l'uracile (A, C, G et U ), se connectent de diverses manières, une base purique (A,G) s'appariant à une base pyrimidique (C,T,U). Ainsi se crée un langage analogue au langage de programmation numérique de nos ordinateurs à base de 0 et de 1, avec de bien plus grandes capacités de combinaisons entre les diverses bases azotées. Les liaisons sont des liaisons hydrogène fortes et faibles, cela reste donc dans le domaine des liaisons chimiques (le domaine des ondes). Voir sur ce sujet le chapitre N°75 de la rubrique N°15.

Chacune de ces bases azotées peut se lier à l'atome de carbone d'une molécule d'ose (glucide) (ribose ou désoxyribose) pour former un nucléoside. La liaison d'un groupe phosphate à un atome de carbone d'un nucléoside donne un nucléotide, plus précisément un ribonucléotide (ARN) ou un désoxyribonucléotide (ADN). La figure suivante, extraite de Wikipédia, illustre ces explications.

En résumé un nucléotide, molécule organique, est l'élément de base d'un acide nucléique tel que l'ADN ou l'ARN. << Il est composé d'une base nucléique (ou base azotée), d'un ose à cinq atomes de carbone, dit pentose, dont l'association forme un nucléoside, et enfin de un à trois groupes phosphate. Ces nucléotides jouent un rôle déterminant dans le stockage, l'expression et la transmission de l'information génétique en raison de leur aptitude particulière à s'apparier pour former des structures complémentaires.....Ces ''nucléobases'' sont également indispensables au métabolisme énergétique des cellules car elles interviennent dans de nombreux processus biochimiques essentiels en formant des coenzymes. Elles sont désignées comme bases, en référence à leurs propriétés acido-basiques caractérisées lors de leur découverte, mais leur nature basique n'intervient pas particulièrement dans leur fonction biologique fondamentale liée à l'hérédité. >> Wikipédia

 L'ADN reste ''compacté'' avec des protéines dans le noyau sous la forme de ''chromatine'' constituée de filaments nucléosomiques permettant l'empaquetage de l'ADN avec les protéines. Je cite Wikipédia << Le nucléosome est un complexe comportant un segment d’ADN d'environ 140 nucléotides, enroulé autour d'un cœur formé de protéines (les histones). Chez les eucaryotes, le nucléosome constitue l’unité de base d'organisation de la chromatine. Il représente le premier niveau de ''compaction'' de l’ADN dans le noyau, on compare souvent sa géométrie à celle d'un fil enroulé autour d'une bobine. >>

Ce système d'assemblage et de modelage de la chromatine permet d'accéder au double-brin d'ADN. Il est donc directement chargé d'une éventuelle réparation ou réplication de cet ADN, mais son rôle est encore plus important car il autorise ou non la transcription de gènes de l'ADN en ARN.

 53) Transcription des gènes entre ADN et ARN

Cette transcription est le mécanisme permettant de « recopier » les données des gènes sur un ruban d'ARN. Ce dernier est l'acide ribonucléique à un seul brin qui est utilisé par la cellule pour fournir à tous ses ''ateliers'' les informations et décisions nécessaires, ainsi que les enzymes catalyseurs qui correspondent à chacun des besoins, et permettent d’effectuer toutes les synthèses des matières biologiques.

 Un gène est donc une ''séquence'' d'ADN susceptible d'être transcrite en ARN. La séquence, à son début permet l'initiation et la régulation de la transcription, elle la stoppe en final. Si le gène est traduit en protéine, la séquence est dite ''codante''. La molécule d'ARN ainsi produite est dans ce cas appelée ARN messager, il s'agit d'une copie transitoire qui est détruite. La molécule peut aussi être directement fonctionnelle, c'est le cas des ARN ribosomiques qui ont une fonction catalytique ou bien des ARN de transfert qui sont des ''adaptateurs'' entre la séquence génétique et la séquence de fabrication de la protéine.

Les ARN messagers sont constitués d'une succession de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de nucléotides qui se présentent par séquence de trois (un codon). L'ARN messager possède quatre bases nucléiques (adénine, uracile, guanine, et cytosine), il existe donc 4x4x4 = 64 codons différents pour réaliser la synthèse des protéines nécessaires à la cellule. Il existe une centaine d'acides aminés, mais seuls 21 sont utilisés par les organismes vivants pour former les protéines. Le corps humain est capable de synthétiser 12 des 21 acides aminés qu'il utilise, tandis que neuf d'entre eux lui sont apportés par l'alimentation.

On peut constater le nombre prodigieux de combinaisons possibles permettant d'associer 64 codons à 21 éléments d'information en faisant en sorte que tout codon et tout élément d'information soit associé à au moins une combinaison. Ce nombre est de 1,5 x 10 puissance 84. Malgré ce nombre astronomiquement grand, tous les codes génétiques de toutes les formes de vies connues (ou découvertes sur terre) sont quasiment identiques, se limitant à un petit nombre de variations mineures. Il est donc possible, en utilisant les bases du langage génétique, de doter toutes les planètes ''habitables'' dépendants de toutes les étoiles de ''notre'' univers, d'espèces bien différentes, adaptées aux conditions ''de vie'' susceptibles de s'y trouver.

54) Synthèse des protéines. Rôle de l'ARN

La transcription des gènes à partir de l'ADN permet la copie d'une vingtaine d'ARN différents avec chacun leur particularité. 97% sont employés à de multiples tâches dans les cellules : contrôle, régulation, départ, arrêt, blocage, aiguillage, fusion, destruction, recyclage, transport d'information, coupure ou liaison, etc. Mais les 3% restants sont très importants puisque ce sont ceux qui réalisent la synthèse des protéines à l'intérieur de la cellule, c'est à dire qui permettent son développement et sa reproduction (mitose). Ces 3% constituent les ARN ''pré-messagers'' résultant de la transcription, puis après leur contrôle et les modifications éventuelles, ils deviennent les ARN ''messagers'' et enfin les ARN ''de transfert'' dont le rôle est la traduction des ARN messagers en acides aminés transférables directement à la protéine en formation. Cette synthèse des protéines (acides aminés) est indispensable à la vie et à la structuration des cellules. Les gènes transmis par les ARN, au même titre que l'ADN, sont donc le langage, support de l'information, permettant la "construction" de l'ensemble des tissus et organes à partir des protéines codées par ces gènes.

Cet ARN de transfert est constitué d'un brin court qui a un anticodon sur sa boucle, et un acide aminé attaché à l'autre extrémité. Celui-ci sera transféré à la protéine en formation dans le cytoplasme. Cela se passe dans les ribosomes du réticulum endoplasmique rugueux. << Les ribosomes sont des complexes ribonucléoprotéiques (c'est-à-dire composés de protéines et d'ARN) présents dans les cellules eucaryotes et procaryotes. Leur fonction est de synthétiser les protéines en décodant l'information contenue dans l'ARN messager... Les ribosomes sont constitués de deux sous-unités, une plus petite qui « lit» l'ARN messager et une plus grosse qui se charge de la polymérisation des acides aminés pour former la protéine correspondante. >> Wikipédia

Une fois que le ribosome est venu s'installer sur le brin d'ARN messager, il va parcourir celui-ci jusqu'à trouver le premier codon (AUG) qui permet de démarrer la traduction. Le ribosome va ensuite lire chaque codon, opération qui se traduira par la production d'un acide aminé. On obtient ainsi la production d'une chaîne d'acide aminé, autrement dit d'une protéine. La traduction prend fin lorsque le ribosome rencontre un codon stop (UAA). La protéine produite peut, dans certains cas, être un facteur de transcription qui servira à transcrire un autre gène. Le ribosome progresse alors de codon en codon au niveau de l'ARN messager en polymérisant un à un les acides aminés de la protéine. Cet ''appareillage'' est en quelque sorte un mécanisme de traduction analogue à un lecteur de ruban magnétique équipé d'un logiciel de fonctionnement à base de relations physico-chimiques (de relation d'ondes).

 Aidé par Wikipédia et plusieurs autres publications, je viens d’esquisser (j'espère sans erreur) les processus de transcription et de traduction des gènes entre ADN et ARN pour une cellule eucaryote. Sans être vraiment dissemblable le processus est différent et plus simple pour les cellules procaryotes. Nous verrons au paragraphe suivant la grande différence qui existe entre les différentes cellules dans leur mode de reproduction. En attendant et en restant dans ''le plus compliqué'', voici une curieuse animation trouvée sur le net dans l'article de Wikipédia ''traduction génétique''.  https://fr.wikipedia.org/wiki/Traduction_g%C3%A9n%C3%A9tique

 

 

Cette animation est susceptible d'expliquer par l'image la transcription entre ADN et ARN, la traduction dans le ribosome et la transmission des informations au réticulum endoplasmique. Le ribosome est en deux parties, vert et jaune, les ARN de transfert sont en bleu foncé, les autres protéines impliquées sont en bleu clair et le réticulum endoplasmique est gris. Attendez la fin car elle est en plusieurs parties.

On peut constater, malgré mon effort de présentation simplificatrice, la grande complexité de logiciels que permet le ''langage génétique''. Celui-ci n'est utilisé en réalité que dans une infime partie de ses possibilités, et pourtant il faut admettre que, tel qu'il est, il permet l'émergence d'une réelle intelligence. L'adaptation aux circonstances, la correction des erreurs, l'évaluation des risques, les décisions immédiates qui vont jusqu'au suicide des cellules infectées dans l’intérêt de leur organe, sont la marque, au niveau de la cellule, d'une ''personnalité'', soumise cependant à la structure dont elle dépend, mais dotée d'une vie réelle.

55) Contrôle des activités de la cellule eucaryote

L'étude du système de contrôle interne des cellules eucaryotes est particulièrement instructif, car la mise en correspondance des divers moyens de contrôle, et leur précision, assurent un parfait ordonnancement des travaux bio-chimiques réalisés par la cellule en même temps que la sécurité du fonctionnement de l'ensemble de l'organe dont elle fait partie. En citant des extraits du livre de A.C. Guyton ''Physiologie de l'homme'', je vais essayer d'exprimer cette perfection.

 << Le contrôle des activités biochimiques se fait par deux méthodes entièrement différentes. L'une d'elles, la régulation génétique, consiste à contrôler l'activité des gènes. L'autre, la régulation enzymatique, consiste à contrôler l'activité des enzymes intra-cellulaires...>>

 << Régulation génétique. Un gène régulateur a le pouvoir de régir le degré d'activité des autres gènes qui permettent la fabrication des enzymes. Ce gène régulateur accomplit cette fonction en contrôlant la formation d'une substance répressive, de poids moléculaire faible qui, elle, est capable de bloquer l'activité des autres gènes. Cette dernière opération se réalise par l'action sur une petite partie de l'hélice d'ADN, ''l'opérateur'', voisin des gènes qu'il doit contrôler. Ce dernier opérateur génétique est normalement chargé d'exciter les gènes, mais, quand cet opérateur est bloqué par la substance répressive, le gène opérateur devient inactif....La substance répressive du gène régulateur peut être soit inhibée soit activée. Si elle est inhibée, l'opérateur génétique n'est plus réprimé et entre en activité. Il en résulte que la synthèse biochimique se poursuit sans s'interrompre. Si la substance répressive est activée, elle bloque immédiatement l'opérateur génétique et les phénomènes aboutissant aux produits synthétisés s'interrompent en quelques minutes ou en quelques heures. >>

 << L'importance de ce système de régulation génétique, par répression avec feedback, tient au fait qu'il permet aux concentrations des différentes substances intra-cellulaires d'être contrôlées.... Cela est particulièrement important pour les acides aminés, leurs dérivés et des substances intermédiaires du métabolisme des glucides, des lipides et des protides >>

 << Régulation enzymatique. De la même façon que pour les gènes, les enzymes sont contrôlées par inhibition et activation... Un grand nombre de substances chimiques formées dans la cellule ont un effet de feedback direct sur les systèmes enzymatiques qui les synthétisent. >> On peut citer comme exemple les dérivés du glucose qui assurent les besoins en énergie de la cellule. Il existe une régulation permanente entre l'adénosine triphosphate (ATP) et l'adénosine monophosphate (AMP) pour maintenir en bon état les réserves énergétiques de la cellule. De même << un autre exemple remarquable d'inhibition et d'activation enzymatique s'observe au cours de la formation des purines et des pyrimidines. Ces substances sont en effet nécessaires à la cellule en quantités approximativement égales pour la formation de l'ADN et de l'ARN.... >> Grâce à ce type de régulation  des quantités pratiquement égales des deux substances se trouvent à tout moment dans la cellule.

Quelle est donc l'origine de cette sorte d'intelligence ? Quelle différence existe-il entre une bio-cellule, dotée de ce logiciel et de ce langage décisionnel, et un robot qui fait l'accueil, qui répond aux questions des clients, qui peut décider certaines opérations, qui peut même se réparer lui même ? Les deux se ressemblent : l'un et l'autre dépendent de la structure qui leur est supérieure et qui leur fournit de l'énergie et des aliments. Leurs décisions restent également limitées par le logiciel dont ils disposent. J'espère dans ma prochaine conclusion parvenir à déterminer, sinon l'origine probable de la vie, du moins les éléments qui caractérisent la différence fondamentale entre la cellule et le robot. Étudions maintenant un des critères essentiel de l'existence de la vie dans la bio-cellule, la possibilité de se reproduire.

56) La reproduction cellulaire.

Pour les cellules eucaryotes (homme, animaux, plantes) la reproduction cellulaire est difficile à expliquer de manière simple, car il faut distinguer les cellules germinales et les cellules somatiques ainsi que les deux processus que sont la méiose et la mitose.

L'ensemble des cellules germinales, ou germen d'un animal ou d'un végétal sont les cellules qui sont susceptibles de former les gamètes : spermatozoïdes et ovocytes (chez les animaux) ou grains de pollen et oosphères (chez les végétaux). Les gamètes sont des cellules haploïdes. Une cellule biologique est haploïde lorsque les chromosomes qu'elle contient sont chacun en un seul exemplaire (n chromosomes). Ce concept est l'opposé de diploïde, terme qui désigne les cellules possédant des chromosomes en double exemplaire (2n chromosomes).

Les cellules somatiques, ou soma, sont l'ensemble des cellules qui forment le corps d'un organisme multicellulaire, c'est-à-dire toutes les cellules n'appartenant pas à la lignée germinale (cellules germinales et gamètes). Les cellules somatiques constituent l'immense majorité des cellules d'un individu. L'organisme (le corps) se développe en phase diploïde (2n), les cellules contiennent chacune les chromosomes en double exemplaires.

Une des phases de la reproduction sexuelle est appelée méiose. C'est un processus de double division cellulaire qui prend place dans les cellules de la lignée germinale qui forme les gamètes. Le processus se déroule durant la gamétogénèse, c'est-à-dire durant l'élaboration des gamètes. La méiose n'est pas décidée par les cellules mais par le fait de la rencontre des deux cellules mâle et femelle lors de la ''fécondation''. Chacune de celles-ci fournit son chromosome à la cellule souche nouvelle qui possède donc des chromosomes en double exemplaires (un du mâle et un de la femelle ). Ce sont donc des cellules diploïdes comme toutes les cellules somatiques.

La mitose concerne la duplication non sexuée des cellules somatiques. C'est la division d'une cellule mère en deux cellules filles qui permet la multiplication végétative, la croissance et le renouvellement permanent des cellules. Ce type de division assure également la reproduction des espèces unicellulaires (bactéries). << Toutes les cellules filles issues d'une même cellule mère disposent d'un patrimoine génétique identique au parent dont elles sont issues, sauf erreur de copie et/ou mutation de ses gènes. Toutefois, la machinerie moléculaire d'un parent n'est pas nécessairement héritée de manière équitable par ses cellules filles....Pour les organismes pluricellulaires, dans tous les cas le schéma est le même : l'organisme « parent » se sépare d'une ou plusieurs cellules, qui seront alors chargées de reconstruire un nouvel organisme (un clone). Puisque la formation de ces cellules ne s'est faite que par mitose (ou division bactérienne), le matériel génétique n'est pas changé. >> Wikipédia

La reproduction cellulaire qui accompagne la croissance de la cellule, débute par la réplication des gènes du noyau, comme nous venons de le voir au chapitre précédent N°54. Vient ensuite l'étape de duplication de chaque chromosome de la cellule mère et leur répartition égale dans chacune des deux cellules filles. Ainsi, chaque « noyau fils » reçoit une copie complète du génome de l'organisme « mère ». L’ADN est répliqué grâce à l'ADN polymérase.

Ensuite vient la mitose dont les mécanismes sont très semblables pour la plupart des eucaryotes, avec seulement quelques variations mineures. Un schéma extrait de Wikipédia remplace des explications assez complexes ( https://fr.wikipedia.org/wiki/Mitose)

 

<< La mitose est un processus traumatique. La cellule subit des changements importants dans sa structure, ses organites se désintègrent et se reforment plusieurs heures après, et les chromosomes sont constamment déplacés par les microtubules. Occasionnellement, les chromosomes peuvent être endommagés. Un bras du chromosome peut être cassé et le fragment est alors perdu, causant une délétion. Le fragment peut être incorrectement rattaché à un autre chromosome non homologue, ce qui cause une translocation. Il peut être réattaché au chromosome initial, mais en sens inverse, causant une inversion. Ou encore, il peut être considéré à tort comme un chromosome séparé, causant alors une duplication chromosomale. L'effet de ces anomalies dépend de la nature spécifique de l'erreur. Parfois il n'y aura aucune conséquence, d'autre fois, cela peut induire un cancer, ou même causer la mort de l'organisme...Pour éviter ces erreurs, de nombreux points de contrôle bloquent le déroulement du cycle lorsqu’une anomalie est détectée....Une fois la division arrêtée, un mécanisme réparant les erreurs se met en place et, si ce mécanisme ne se produit pas, une mort cellulaire programmée est enclenchée. >> Wikipédia

57) Cancer

Le cancer peut apparaître au niveau de tous les tissus de l'organisme à la suite d'un dérèglement du contrôle par feedback des activités d'une cellule. Nous en avons parlé au N°55. Les limites normales de croissance assignées à la cellule se trouvant dépassées, elle croit et se reproduit indéfiniment. Le phénomène est analogue à ce qui se passe dans un laboratoire où l'on met en culture des cellules prélevées sur un organisme afin d'obtenir un tissu réparateur, de la peau par exemple. En effet si le milieu de culture est continuellement changé, la croissance est indéfinie.

Une erreur de transcription d'un gène, ou une mutation virale intervient pour altérer le système de contrôle. Les cellules devenant cancéreuses se mettent à proliférer dans leur tissu, absorbant tous les nutriments disponibles et nécessaires à la vie de l'organisme, jusqu'à sa paralysie et sa mort.

58) Différenciation cellulaire. Cellules souches

Nous ne pouvons pas étudier la vie ''intelligente'' des cellules sans parler des cellules souches, c'est à dire sans essayer de comprendre comment les cellules peuvent modifier leurs caractéristiques pour former les différents tissus des organes du corps. Voici des extraits de Wikipédia :

 << Une cellule capable de se différencier en tous les types cellulaires d'un organisme est dite totipotente. Chez les mammifères, seuls le zygote (cellule-œuf fécondée) et les jeunes cellules embryonnaires sont totipotentes, tandis que chez les plantes, beaucoup de cellules différenciées peuvent devenir totipotentes....>>

 << Chez l'homme, environ quatre jours après la fécondation et après plusieurs cycles cellulaires, les cellules commencent à se spécialiser... un groupe de cellules internes forme tous les tissus du corps humain. Elles ne peuvent plus individuellement former un organisme entier, elles sont qualifiées de pluripotentes. Ces cellules continuent ensuite à être progressivement déterminées jusqu'à donner des cellules souches qui donneront des cellules de types bien définis...La différenciation cellulaire est un mécanisme par lequel une cellule non-spécialisée se spécialise en un des nombreux types cellulaires composant le corps comme les myocytes (cellules musculaires), les cellules hépatiques (du foie) ou encore les neurones (cellules du système nerveux), etc...>>.

 << Ces précédentes cellules souches sont dites ''embryonnaires'' car elles sont les cellules centrales du développement de l'organisme. Elles vont générer progressivement toutes les autres cellules grâce à des étapes de différenciation et de prolifération finement orchestrées pour créer, finalement, un individu pluricellulaire viable. Mais certaines cellules souche restent ''adultes'' et perdurent en des endroits restreints dans chaque tissu. Ces niches ont des mécanismes de maintien complexes et sont régulées pour ne produire que les cellules nécessaires au maintien d'un organisme fonctionnel car leur prolifération pourrait devenir dangereuse. Ces cellules souches, moins « pluripotentes » que celles constituant l'embryon, ne peuvent produire que des cellules spécifiques de leur tissu. >>

Il semble évident que ces cellules souche adultes sont des ''outils'' à la disposition de l'organisme, commandés par lui. Il s'en sert en cas de besoin pour réparer les tissus ou les organes endommagés par des accidents tels que des brûlures de tissu, des traumatismes, des hémorragies. On peut citer aussi la régénération des globules rouges ou celle de la queue du lézard qui repousse après coupure accidentelle. Certains organes ont également besoin d'une croissance rapide pour laquelle ces outils peuvent être nécessaires. En médecine, les cellules souches animales et humaines font l'objet de nombreuses recherches depuis les années 1990, avec précisément l'espoir de régénérer des tissus, voire d'en créer de toute pièce, et idéalement même de reconstruire des organes défectueux.

 

6) RECHERCHES SUR L'ORIGINE DES ESPÈCES   RÔLE DES VIRUS

L'étude des différences existant entre les cellules eucaryotes, bactéries et archées, spécialement en ce qui concerne leur constitution, est d'une grande importance pour notre recherche sur l'origine de la vie. Ce problème a été posé scientifiquement par Darwin et sa théorie de l'évolution des espèces, en contradiction avec le créationnisme (maintenant le ''dessein intelligent''). Le progrès dans les connaissances et les instruments obligent à reconsidérer en permanence toutes les théories, même les plus généralement admises, à fortiori les plus discutées. L'évolution des espèces en fonction de leur compétition pour la survie et de leur adaptation aux conditions extérieures est une théorie qui semble peu discutables. Par contre l'origine des espèces et le mécanisme présidant à l'apparition de nouvelles espèces demeurent soumis à des hypothèses qui sont loin d'être scientifiquement prouvées.

61) Évolution de la matière, rôle de l'énergie

La théorie la plus récemment admise n'est plus fondée sur la recherche d'un ancêtre commun et sur l'arborescence des caractères généalogiques communs aux diverses lignées. Il s'agit de :

 << la théorie ''endosymbiotique'', selon laquelle les eucaryotes se sont développées à partir d'une fusion entre les bactéries et les archées, fusion elle-même découlant de l'évolution d'une relation symbiotique. Cette théorie est aujourd’hui largement acceptée en raison de la variété de faits qui la soutiennent... L'hypothèse de l'endosymbiose est celle selon laquelle les chloroplastes et les mitochondries des cellules eucaryotes proviennent de l'incorporation (endocytose) par certaines archées des bactéries avec lesquelles elles auraient entretenue une relation endosymbiotique...

La symbiose (vivre ensemble) est une association intime, durable entre deux organismes appartenant à des espèces différentes....La théorie souligne que les types de bactéries incorporées auraient auparavant développé des spécialisations opérationnelles telles que la capacité de stocker de l'énergie sous forme biochimique (mitochondries) ou de capter l'énergie lumineuse (chloroplastes). Ces facultés sont, en quelque sorte partagées, transmises, puis héritées, d'abord via la symbiose, puis en une synthèse d’où résulte un organisme plus complexe. >> Wikipédia

Cette théorie aurait pu participer à la conclusion de notre précédente rubrique N°15. En effet il s'agit de la construction par voie chimique et physique de centrales de production et de stockage d'énergie dans des structures indépendantes. Voici réalisé la partie de structure énergétique (on pourrait dire matérielle ou hardware) de l'établissement ''d'une vie'' dans la cellule la plus perfectionnée.

62) Introduction du langage et du logiciel de structure

Reste à fournir les plans, les instructions, les informations, les organes de prise des décisions, bref, le langage de programmation, le logiciel, le software, (l'intelligence?). Cela est normalement le rôle du noyau de la cellule, noyau qui n'existe pas dans les bactéries. Nous venons d'exposer, dans cette rubrique N°16, une sorte de résumé, ou plutôt un survol (rapide mais que j'ai voulu cependant assez documenté) du langage et des principales fonctions des cellules eucaryotes. Ces fonctions exigent de la cellule, après adoption du langage et enregistrement de la programmation, une analyse permanente de sa situation dans son environnement, une réponse immédiate et adaptée aux demandes de l'organisme directeur dont dépend la cellule, une relation constante avec les cellules voisines, une direction responsable des ''ateliers'' qui sont sous sa direction et la surveillance impérative de son ''stock'' énergétique. Serait-ce là une sorte d'intelligence ? Quelle en serait l'origine qui aurait pu fournir les éléments matériels nécessaires (le hardware indispensable) ?

Nous venons de voir que l'énergie des cellules pourrait provenir d'un mariage endosymbiotique de bactéries et d'archées. Par analogie, pourquoi ne pas rechercher ''l'intelligence'' dans l'apport des virus ? Cela paraît logique car si ces virus semblent posséder un ''cerveau'', ils manquent d'une énergie suffisante pour leur développement, ce ne sont que des parasites mais ils sont ''intelligents''. Et surtout, ils ne peuvent pas se reproduire. Ils ne possèdent ni la centrale énergétique ni les organes reproducteurs. Pour se développer ils sont donc obligés de coloniser d'autres organismes. L'homme a appris à ses dépens que les équipements et les procédures employés par les virus sont remarquablement sophistiqués. Faute de pouvoir lutter de front avec eux, nos meilleures stratégies sont les techniques d'évitement, la prévention par les vaccins qui préparent les cellules à leur attaque, leur élevage pour connaître leurs mœurs (spécialement leur technique de mutation).

63) Étude des virus

Les virus, qui ont la possibilité de pénétrer et de ''coloniser'' les cellules, peuvent-ils être à l'origine de l'apport aux bactéries du langage et du logiciel qu'ils possèdent ? Cet apport (ADN ou ARN) aurait été incorporé par les archées, cellules procaryotes sans noyau, et se serait donc retrouvé sous la forme du chromosome qui existe ''en vrac'' à l’intérieur de chacune de ces cellules. Le mariage endosymbiotique entre ces archées ainsi munies de ''cerveau'' et les bactéries essentiellement énergétiques, se serait exprimé par la formation des cellules eucaryotes. Les virus auraient ainsi, dans leur propre intérêt, contribué au développement plus rationnel des fonctions internes aux cellules eucaryotes, avec la création des organites, d'un noyau contenant, avec ses annexes, tous les chromosomes, les systèmes de transcription, de duplication des gènes, de synthèse des enzymes et de reproduction cellulaire. Les ''bons?'' virus ont-ils été capables, pour assurer leur survie, d'avoir conçu et réalisé cette organisation ? Après avoir donné quelques renseignements sur les virus, je laisserai la parole aux scientifiques qui étudient actuellement les virus et ces nouvelles hypothèses.

631) Historique des virus

A la fin du 19ème siècle, la recherche concernant les micro-organismes, agents infectieux, bactéries et autres ''microbes'' intéressait les médecins, les biologistes, les botanistes, les biochimistes. Ils utilisaient pour cela les microscopes optiques dont le pouvoir de séparation maximum est de l'ordre de 0,2 micromètre. Ils pouvaient donc voir les bactéries dont la taille moyenne est de l'ordre du micromètre. Les milieux liquides contenant les agents infectieux à étudier étaient filtrés à travers des filtres en porcelaine capables de retenir toutes les bactéries. Au début du 20ème siècle plusieurs chercheurs reconnaissent que nombre de filtrats restent contagieux à certaines maladies, ce qui oblige à admettre l'existence d'agents infectieux plus petits que les bactéries. Le terme de ''virus filtrable'' (qui passe à travers le filtre) est alors définitivement adopté.

Au départ, la culture des virus s’effectuait sur des animaux, ce qui était difficile et très onéreux. En 1930 la recherche a été grandement facilité par la multiplication des virus sur des œufs de poule préalablement fécondés (embryonnés). Puis les progrès furent nombreux, recherche en milieu stérile, aseptisation des laboratoires, travail de multiplication sur des cellules, sur des tissus, visualisation par couleurs, travail sur des cellules de fœtus, congélation possible des cellules. Enfin, entre 1950 et 1980, le perfectionnement progressif des microscopes électroniques permet de voir les virus avec une limite de résolution de l'ordre du nanomètre. Rappelons que la taille moyenne d'un virus varie entre 10 et 100 nanomètres.

632) Définition des virus

 << Un virus est un agent infectieux nécessitant un hôte, souvent une cellule, dont il utilise le métabolisme et ses constituants pour se répliquer. On le considère de plus en plus comme faisant partie des acaryotes...

Un acaryote est... un organisme dépourvu de noyaux, d'organites et de métabolisme.... Il possède cependant une information génétique, sous forme d'ADN ou ARN et des transcriptases inverses permettant d'être exploité par une cellule (dans le cas d'un virus).

La transcriptase inverse... est une enzyme utilisée par les rétrovirus transcrivant l'information génétique des virus de l'ARN en ADN... cet ADN peut donc s'intégrer directement dans le génome de l'hôte.... Le préfixe ''rétro'' vient du fait qu'à l'inverse du dogme de la transcription normal de l'ADN en ARN, il s'agit d'une rétro-transcription de l'ARN en ADN.

Les Retroviridae sont une famille de virus à ARN monocaténaire de polarité positive, infectant les vertébrés... Leur enzyme virale la transcriptase inverse qui rétro-transcrit leur génome d'ARN en ADN a la particularité de commettre, relativement facilement, des erreurs, ce qui fait que certains rétrovirus ont une grande variabilité génétique.... Les Retroviridae disposent d'un fort pouvoir oncogène (qui provoque l'apparition de cancers). >> Extraits de Wikipédia

<< Un virus est composé d'une ou plusieurs molécules d'acide nucléique (soit d'ADN, soit d'ARN), entourées d'une coque de protéines appelée capside, parfois d'une enveloppe. Il ne possède en général aucune enzyme pouvant produire de l'énergie. Les virus étaient historiquement considérés comme des particules organiques de petite taille (inférieure à celle d'une bactérie), en règle générale moins de 250 nanomètres. Toutefois de nouveaux virus récemment découverts, appartenant à la classe des virus géants, comme mimivirus avec sa taille de 400 nm et possédant à la fois de l'ADN et de l'ARN, remettent en cause cette vision historique. De nouveaux virus encore plus grands ont été découverts en 2013, les pandoravirus, avec une taille allant jusqu'à 1 000 nm.>> Wikipédia

633) Origine des virus

Le débat sur l'origine des virus est loin d'être clos. Les premières hypothèses considéraient les virus comme des débris d'ADN ou d'ARN devenus indépendants, ou comme des formes dégénérées de cellules. Cette dégradation peut en effet avoir lieu lors d’erreurs au cours de la réplication du matériel génétique. L'explication de la structure simplifiée des virus pouvait également résulter d'une évolution par perte d'information génétique, par simple mutation ou par perte d'autonomie après infection d'une cellule par une autre. Ayant perdu de nombreuses fonctions, cette cellule-hôte n'aurait gardé que la fonction de reproduction. Elle aurait donc formé une structure minimale capable uniquement de se multiplier dans un certain type de cellule. Ces hypothèses correspondaient bien aux connaissances de l'époque sur la structure des virus.

A partir de 1970, le développement de la biologie à l'échelle moléculaire, conjointement au perfectionnement des microscopes électroniques et à la création de laboratoires adaptés à l'étude des virus, ont conduits les virologues à percevoir différemment le monde des virus. La découverte de la transcriptase inverse (voir plus haut), celle des rétrovirus et des virus géants, la mise au point d'appareils ''séquenceur de gènes'', ont été des éléments importants favorisant les progrès réalisés dans la connaissance des virus.

L'étude des séquences d'ADN est un outil essentiel pour la classification des espèces. L'analyse des séquences a montré que les virus constituent une branche particulière de l'arbre des espèces qui serait donc indépendante, et probablement antérieure aux diverses branches connues des organismes à cellule (micro-organismes ou autres). Les virus ne sont donc pas d'origine cellulaire et il est possible que les virus à ARN soient apparus longtemps avant les organismes cellulaires actuels qu'ils infectent. D'ailleurs les protéines virales, elles aussi, n'ont pas d'homologie avec celles du monde cellulaire actuel.

 << Les virus jouent un rôle important de vecteur naturel dans les transferts de gène dits horizontaux (par opposition aux transferts dits verticaux de parent à descendant) entre différents individus et même différentes espèces, permettant un accroissement de diversité génétique, et la dissémination d'innovations génétiques au-delà de la descendance d'individu porteur d'une mutation génétique donnée. On pense que les virus ont joué un rôle clef très tôt dans l'histoire évolutive du vivant, probablement avant la divergence entre bactéries, archées et eucaryotes, à l'époque du dernier ancêtre commun universel. Ils restent l'un des plus grands réservoirs de diversité génétique inexplorés sur la planète. >> Wikipédia

634) Classification scientifique des espèces. L'arbre de vie.

La classification traditionnelle des espèces vivantes comporte six ''règnes'' qui sont : bactéries, archées, protistes, champignons, végétaux, animaux, classification ramenée à trois ''domaines'' :

*Les eubactéries, organismes unicellulaires à structure procaryote sans noyau.

*Les archées, organismes unicellulaires à structure procaryote, adaptés aux milieux extrêmes.

*Les eucaryotes, unicellulaires ou multicellulaires avec matériel génétique dans un noyau.

La phylogénie est l'étude des relations de parenté entre les êtres vivants, entre individus (généalogie), entre population ( de même espèce) ou entre espèces. La phylogenèse a l'ambition de reconstituer l'évolution des organismes vivants. Mais cette science est, à la base, obligée de faire un choix difficile entre les techniques possibles de classement, ce choix réside dans la définition du lien de parenté.

 << Pour reconstituer les liens de parenté entre êtres vivants, la phylogénie procède selon deux techniques : la phénétique et la cladistique. Il est donc vraiment important de saisir la différence entre analogue (caractère qui se ressemble) et homologue (caractère semblable hérité d'un ancêtre commun et dû à une évolution). >> Wikipédia

La classification classique établit des groupes en fonction d'un simple critère de ressemblance globale. Une classification plus moderne regroupe les êtres vivants en fonction de leurs liens génétiques. L'évolutionnisme est une école qui tient compte à la fois de la généalogie des espèces (génotype) et de leur phénotype (ensemble des caractères observables). Actuellement le cladisme est l'école dominante. Pour celle-ci les degrés de parenté sont déduits de caractères communs issus d'un ancêtre commun dont toute la descendance partage ces caractères par-delà sa diversité.

Dans le chapitre N°6 du blog, j'ai déjà noté l'idée que le classement des espèces sur ''un arbre'' (tronc commun et branches) ne signifie pas que les espèces descendent les unes des autres (en suivant la sève). Il ne s'agit que d'un ''classement'' en fonction de critères définis à l'avance.

635) Rôle des virus dans l'apparition des espèces

Nous avons pu constater que les virus n'ont pas été mentionnés dans la classification traditionnelle précédente. La raison en est que, dans la tradition, les virus ne sont pas des êtres vivants. Et pourtant :

 << Il est maintenant avéré que les particules virales sont partout, beaucoup plus abondantes que les cellules (d'un facteur pouvant aller de 10 à 100), aussi bien dans les milieux liquides (océans, lacs, fleuves) que dans les biotopes terrestres, des plus chauds aux plus froids. Nous sommes nous-mêmes couverts et remplis de particules virales, qu'il s'agisse de celles produites par les virus parasitant nos cellules aussi bien que des particules virales indépendantes, les virions. Ceux-ci se propagent principalement par contact direct entre individus, mais peuvent aussi diffuser dans l'air sous forme d'aérosols (éternuements), être charriés par des excrétions diverses (vomis, urines, selles, larmes…), ou encore transportés par d'éventuels arthropodes parasites (moustiques, tiques, puces…). >> Wikipédia

Malgré sa merveilleuse intelligence, l'espèce humaine a des raisons de trembler pour sa survie car les virus ont été, jusqu'à présent, gentils avec nous. A part l'extermination des Incas et les menaces du VIH, nous sommes arrivés à surmonter les attaques des plus ''méchants'' virus. Mais le véritable danger venant de ces ''démons de l’apocalypse'' survient lorsqu'ils s'attaquent en direct à notre cerveau en passant au niveau supérieur, intellectuel et spirituel. Cela s'est déjà produit et continue avec certaines religions, avec de nombreuses idéologies et des pratiques qui ne cessent de déformer nos meilleures pensées, d'attaquer nos circuits intellectuels et nos moyens de relation.

A la lecture du paragraphe précédent, vous pensez certainement que je suis en train de déraper, c'est possible concernant le rôle de démons (ou d'anges) attribué aux virus, mais en lisant ce qui suit, inspiré ou écrit récemment par des scientifiques ''reconnus'', vous serez surpris comme je l'ai été.

Les paragraphes suivants sont une compilation de textes extraits de Wikipédia ou tirés de conférences ou d'écrits récents des chercheurs en virologie indiqués ci-dessous :

https://fr.wikipedia.org/wiki/Hypoth%C3%A8se_du_monde_%C3%A0_ARN        https://fr.wikipedia.org/wiki/Origine_de_la_vie                                           https://fr.wikipedia.org/wiki/Virus#Virus_d.27animaux

J.F.Saluzzo Virologiste , expert et écrivain '' A la conquête des virus ''

Patrick Forterre Chef d’unité et Professeur à l’Institut Pasteur.

Jean Michel Claverie Directeur du laboratoire biologie à l'Université d'Aix Marseille

Chantal Abergel Directrice de recherche au CNRS

<< Alors que pendant fort longtemps les virus n'ont même pas été inclus dans l'arbre du vivant, il se pourrait donc bien qu'ils soient des témoins de pages parmi les plus anciennes de l'histoire de la vie et, mieux, qu'ils soient étroitement liés à l'évolution du monde cellulaire tel qu'on l'observe actuellement. Patrick Forterre, biologiste à l'Institut Pasteur et à l'Université d'Orsay, a même proposé un audacieux scénario selon lequel ce sont les virus qui auraient inventé l'ADN. >> J.F.Saluzzo

<< Les virus ont aussi un rôle dans l’évolution. Patrick Forterre avance même l’hypothèse que les virus seraient les premiers organismes à ADN. À l’origine de la vie, l’ARN dominait (hypothèse du monde à ARN) et assurait à la fois les fonctions de stockage et transmission de l’information génétique et de catalyse des réactions chimiques. Seules existaient des cellules dont le génome était codé par de l’ARN et dont le métabolisme était assuré par des ARN-enzymes qui ont progressivement été remplacés par des protéines-enzymes. Ces protéines, déjà complexes, auraient « inventé » l’ADN qui a été sélectionné en raison de sa plus grande stabilité. >> Wikipédia

D’après Patrick Forterre, l’ADN conférerait au virus le pouvoir de résister à des enzymes dégradant les génomes à ARN, arme de défense probable des protocellules. On retrouve le même principe chez des virus actuels, qui altèrent leur ADN pour résister à des enzymes produites par des bactéries infectées.

Jean-Michel Claverie parle : « Les théories généralement admises par la communauté scientifique montrent qu'il y aurait eu un ancêtre commun à toutes les vies cellulaires que nous connaissons sur terre (à savoir les bactéries, les archaebactéries et les eucaryotes). Or on s'aperçoit que les gènes que l'on trouve dans les virus géants ne ressemblent à aucun de ceux que l'on retrouve dans ces trois grandes branches du vivant. On est donc obligé de penser qu'il y a une 4ème branche d'où pourraient être issus ces virus. Mais là où ça se complique c'est qu'au fur et à mesure que l'on découvre de nouveaux virus géants on s'aperçoit qu'ils appartiennent chaque fois à des familles différentes. On a donc l'impression que ce n'est pas une 4ème branche du vivant qu'il faudrait rajouter mais une 5ème et peut-être une 6ème et peut être même beaucoup plus encore… En gros on pense maintenant, et cette idée a été proposée par Chantal Abergel, que ces virus géants sont les héritiers de systèmes cellulaires qui ont disparu en tant que cellules indépendantes et qui n'ont pu survivre qu'en devenant les parasites des trois domaines du vivant que nous connaissons actuellement sur Terre ».

 

7) AUX ORIGINES DE LA VIE CONCLUSION

Pour clore l'étude de la vie dans les bio-cellules, objet des rubriques N°15 précédente et N°16 actuelle, je désire apporter une conclusion correspondant aux hypothèses qui sont à l'origine du blog dont ces rubriques font partie, ''paulpb eklablog.fr'' ''physique des ondes''. En effet je compte montrer dans cette conclusion que ''la vie'' apparaît comme un prolongement logique de la création de la matière.

Étant donné que des lecteurs peuvent aborder cette conclusion sans avoir étudié les chapitres principaux du blog, je suis obligé de résumer ci-dessous l'essentiel des hypothèses de départ, sans cela la conclusion n'a plus de sens.

*La ''substance de l'espace'' (S.E.), est conçue et définie par Jean-Jack Micalef dans son site ''les nouveaux principes de physique et de métaphysique'' (nouvelle présentation et texte revisité). Cette notion constitue une des bases essentielles de la thèse du blog.

*Les ondes de ''type lumière'' et les ondes électromagnétiques sont ''faites'' de cette substance et y circulent.

*Le ''quantum de mouvement minimum'' est une des propriété de la S.E. Ce quantum est relié à l'électron, et constitue la base de la physique intra-atomique (autrement dite quantique).

*L'onde de ''type lumière'' est uniquement longitudinale et non transversale, c'est à dire qu'elle n'est pas ''électromagnétique''.

*L'électron, particule élémentaire de toute matière, est la véritable onde électromagnétique. C'est une onde de ''type lumière'' ( énergétique) qui se propage en tournant sur elle même (dans un sens ou dans l'autre), comme un vortex.

*Cette ''onde de spin'' transversale, que nous avons appelé ''onde de structure'', explique la polarisation de la particule élémentaire (- pour l'électron, + pour le positron) dans le sens de son mouvement. Cette onde (également quantique) donne une ''structure de matière'' (une ''masse'') à la particule, aux nucléons, au noyau, à l'atome, à la molécule, à toute substance. De par sa polarisation, cette onde transversale justifie tous les phénomènes magnétiques et gravitationnels de la particule en mouvement.

*L'électron, cette ''onde double'' (énergie et structure) explique l'ensemble des propriétés physiques et chimiques de la matière. Étant la brique de base de toute matière (y compris celle des nucléons des atomes), cette onde double, de par son énergie et sa polarisation, donne une justification unitaire à toutes les forces de liaison de la matière (forte, faible, atomique, électromagnétique, gravitation).

Il serait également nécessaire de lire ou relire le chapitre N°5 ''Création de la matière'' qui explique la formation de l'électron dans le plasma des étoiles. On trouvera également dans ce chapitre un renvoi à la thèse de J.J.Mikalef sur la formation et la vie des étoiles et des planètes. C'est en effet lors du refroidissement de ces dernières que la vie est susceptible d’apparaître.

Enfin le post-scriptum N°2 ''les structures dissipatives et l'énergie'' expose la thèse de Ilya Prigogine sur les phénomènes d'auto-organisation spontanée qui peuvent se produire pour des systèmes physico-chimiques qui s'éloignent de l'équilibre. Cela concerne aussi l'apparition de la vie pour des planètes en état physique de rééquilibrage favorisant l'apparition de nouvelles structures.

Dans la rubrique N°15 nous avons étudié les éléments constitutifs des cellules vivantes, depuis l'électron jusqu'à la bio-cellule. Les éléments chimiques, les composés organiques, les biomolécules les organites, ont été décrits, le rôle de chacun explicité. Nous avons expliqué ce qu'est le métabolisme qui gère le fonctionnement physico-chimique interne des cellules, le travail de catalyse réalisé par les enzymes pour la synthèse des protéines, le rôle de stockage énergétique joué par les glucides et les lipides. Nous avons indiqué le rôle énergétique joué par les électrons dans les réactions physico-chimiques et dans les liaisons atomiques. Nous avons profité de cette étude des liaisons chimiques par catalyse pour expliquer à nouveau le point de vue de la ''physique des ondes'' concernant la liaison chimique par mise en résonance des ondes électroniques, énergétiques et structurelles.

C'est précisément sur le plan des structures que les liaisons ne sont plus faites par les électrons mais par les ondes de structure des noyaux atomiques. C'est pourquoi nous avons parlé de la ''chimie supramoléculaire'' que nous considérons plus comme une physique de la structure que comme une chimie. Pour son fonctionnement dans une cellule vivante (l'usine), il est nécessaire que celle-ci puisse diriger ses organites (ses ateliers). Il faut aussi qu'elle puisse effectuer les réparations nécessaires et s'agrandir. Pour cela il lui faut des plans, un logiciel, un langage, des modes de communication, internes, et également externe avec l'organe dont elle dépend. Nous avons dû clore la rubrique N°15 sur ce constat.

La rubrique actuelle N°16 tente de répondre à ce besoin ''d'intelligence'' qui s'avère indispensable à un être vivant, même au niveau inférieur, celui de la bio-cellule. C'est pourquoi, après avoir rappelé les besoins en énergie qui sont nécessaires à la vie (à l'animation) interne des cellules, nous avons abordé directement le problème du langage génétique. Celui-ci a deux fonctions principales qui correspondent précisément à la vocation d'un organisme vivant, à savoir l'adaptation aux circonstances extérieures (la survie) et la fonction de croissance et de reproduction.

Nous avons recherché l'origine de ce langage et du logiciel qui l’utilise et nous avons adopté les idées des plus récents scientifiques spécialisés dans ce domaine. Il semble utopique de rechercher les origines d'espèces qui auraient pu prendre vie sur terre il y a 4 milliards d'années. Mais il suffit souvent de poser les bonnes questions pour retrouver des indices autorisant des possibilités de réponse acceptable. Les virus sont-ils des organismes vivant ? Est une de ces questions qui prend de plus en plus d'importance et nous conduit à réfléchir à l'association de l'intelligence avec l'énergie, ou, en plus bref, à l'origine de la vie.

Il reste cependant deux questions auxquelles je pense ne pas pouvoir répondre, une principale et une secondaire. La principale est la suivante : pourquoi, plutôt que rien, existe-il une ''substance de l'espace'' et un double mouvement d'ondes dans cette substance ? La seconde question concerne la conception du logiciel de gestion des bio-cellules. Ce logiciel a-il pu être conçu par auto-organisation spontanée ? Ce logiciel est si sophistiqué et s'adapte si bien aux circonstances extérieures, que l'homme avec toute sa science, a de grosses difficultés à en assimiler la complexité. Il lui sert même très souvent de modèle pour des réalisations jamais aussi parfaites que ce que fait la nature. Évidemment nos logiciels sont très récents alors que les virus ont peut-être disposé de milliards d'année !!