cours 7 (final) Flashcards

Question

Comment Rudolf Albert von Kölliker (1817-1905) conçoit l'origine de la vie?

Answer 1

vers la preuve de la fécondation * décrit la formation des spermatozoïdes en 1840 * constate que * les S ne sont pas des petits animaux qui vivent dans le sperme * les S sont des ¢ très modifiées * mais il nie le contact entre le spermatozoïde et l’oeuf * le S ne fait qu’exciter l’oeuf

Answer 2

Preuve de la fécondation indépendamment, ont décrit la pénétraRon de l’oeuf par le spermatozoïde et la fusion des 2 noyaux chez un ver Þ la fusion des noyaux est la clé de la féconda6on Þ la féconda6on donne 1 nouvelle ¢ (zygote) qui se développe

Answer 3

* tous les organismes vivants sont constitués de ¢ * ¢ = unité de base de la vie * évident pour l’oeuf, pas pour le spermatozoïde avant v. Kölliker

Answer 4

en 1855 Rudolf Virchow énonce la théorie de la continuité cellulaire * toute ¢ provient d’une ¢ antérieure à elle-même

Answer 5

on sait maintenant que les organismes vivants proviennent d'autre organismes vivants qui existaient avant eux, mais par où cette chaine a commencer? Le Big Bang

Answer 6

~4,54 m.a.

Answer 7

L’oxygène est apparu dans l’atmosphère terrestre il y a ~2,5 m.a. à la suite de * l’apparition de bactéries qui utilisaient du CO2 et relâchaient de l’O2 * mouvements de la croûte terrestre qui ont relâché du O2 profond dans l’atmosphère -- la vie est apparue avant l’O2 atmosphérique mais a explosé grâce à l’O2 atmosphérique

Answer 8

soupe primordiale: H2O, CH4, NH3, CO2, H2, H2S

Answer 9

recrée les conditions primitives en labo et démontre * qu’à partir de ces molécules simples et * sous diverses conditions atmosphériques (mais sans O2) Þ il obtient des molécules organiques + complexes * acides aminés * urée NH2-CO-NH2 * acide lac6que CH3-CH2OH-COOH * acide acétique CH3-COOH d’autres études avec des moyens d’analyse plus sophistiqués ont révélé que tous les a.a. protéiques sont présents dans le milieu océanique recréé par Miller

Answer 10

la Terre présentait un large spectre de conditions atmosphériques * ces conditions ont prévalu durant des centaines de millions d’années * à un moment donné, à un endroit donné * il a dû se retrouver une grande diversité des monomères qui constituent les macromolécules organiques Þ c’est un grand pas vers les macromolécules mais * comment polymériser les monomères * qui devaient être très dilués dans la soupe prébiotique * sans les enzymes (des protéines) qui n’étaient peut-être pas encore apparues ou qui apparaissaient (évoluaient) à peu près en parallèle

Answer 11

Enchaînement de monomères sans enzyme * or, les réactions du métabolisme se produisent trop lentement pour l’échelle temporelle de la vie cellulaire Þ besoin d’enzymes qui abaissent l’énergie d’activation, accélèrent les réactions chimiques * mais en labo, on peut polymériser des a.a. en polypeptides et des nucléotides en polynucléotides sans enzymes * par polymérisation à sec * toute l’eau s’évapore (condensation extrême) * qui mène à une réaction covalente entre résidus * en présence d’argile chauffée * du fer (Fe) et du zinc (Zn) à la surface de l’argile agissent comme catalyseurs le processus est néanmoins beaucoup plus lent que le temps biologique

Answer 12

de la mer à la plage * les vagues et les marées déposaient des monomères sur la plage et la pluie en déposait sur la lave chaude ou sur des roches (argile) chauffées par le soleil Þ polymérisa6on à sec, catalyse par Fe, Zn possible * le va-et-vient des vagues apporte de nouveaux monomères sur les rochers et rapporte à la mer des pepRdes ou des nucléoRdes de diverses longueurs * avec le temps ce sont des peRts pepRdes qui s’enchaînent en polypepRdes, et des nucléoRdes en polynucléoRdes… sur des centaines de millions d’années * ❗on pense que la vie est apparue dans l’océan, avant la formaRon des conRnents Þ H mer-plage serait douteuse

Answer 13

des sources hydrothermales (découvertes en 1977) * on croit de + en + que la vie est apparue dans des micro-alvéoles de la paroi des cheminées hydrothermales (ou autour), avant la formation des continents * où se trouvent les conditions favorables * à la polymérisation de monomères: chaleur, paroi offrant une grande surface poreuse et métaux, notamment Fe * plus de N et de P que dans l’océan N est nécessaire à la synthèse des a.a. et des bases azotées des nucléotides, et P à celle des nucléotides la vie serait apparue dans ou près de sources hydrothermales telles celles découvertes en 2000, qui sont moins chaudes et moins acides (+ basiques) que celles découvertes ini3alement

Answer 14

les 1ers polynucléotides apparus étaient très probablement de l’ARN car il est beaucoup plus simple que l’ADN ARN= monocaténaire, court, uracil+simple, synthétisé et défait rapidement ADN= bicaténaire, long, thymine + complexe, synthétisé 1 fois

Answer 15

à par;r des monomères A, C, G, U, de courts polymères d’ARN se seraient formés * ces polymères se seraient répliqués * la mol-fille a des monomères complémentaires à la mol. iniRale * une molécule d’ARN donnée peut se reproduire en des milliers d’exemplaires via les copies complémentaires * erreurs de réplica;on inévitables Þ crée des ARN différents * la sélecRon favorise les polymères les + stables et les + aptes à se répliquer Þ seront donc les + nombreux * les enzymes ne sont pas encore formées ou se forment en parallèle

Answer 16

sans enzyme, une réaction chimique se réalisera éventuellement ... surtout sur des millions d’années * on pense qu’une forme de catalyse à partir de minéraux (Fe, Zn) fut possible, bien que moins efficace (diapo 32) mais aussi * 1981: découverte d’ARN catalyseurs* = ribozymes * Ex. ribozyme 28S (revoir la synthèse des protéines) * dans la soupe prébiotique, il se peut que * des ARN capables de catalyser leur propre réplication soient apparus

Answer 17

oui, mais pas certain les propriétés cataly;ques des ARN sont limitées par rapport aux besoins des ¢ qui existent aujourd’hui * les ribozymes sont très rares p/r aux enzymes protéiques * les protéines sont de meilleurs catalyseurs que les ARN * elles peuvent prendre des formes complexes et spécifiques (structure 3re) et sont + polyvalentes chimiquement * dans la soupe prébio;que, il se peut que * des polypepRdes aient eu une acRvité catalyRque Þ ils auraient catalysé la réplica6on de polyribonucléo6des (ARN) Þ ils se sont avérés de meilleurs catalyseurs que les ARN cataly6ques

Answer 18

un ARN pouvant aider à la synthèse d’un polypeptide qui lui est utile était avantagé en terme de sélection car Þ plusieurs copies du polypeptide pouvaient être catalysées Þ ce qui accélère d’autant + la catalyse des polyribonucléotides par ces polypept. * les ARN en seraient venus à contrôler la synthèse des polypeptides en sélectionnant les a.a. qui les composent Þ traduction * des ARN catalyseurs serviraient d’intermédiaires entre des ARN codants et des a.a.

Answer 19

nous avons aheint le stade * des polypepRdes (dont des enzymes primi6ves) * des polyribonucléoRdes (ARN) * d’autres macromolécules biologiques (glucides et lipides sont + simples chimiquement) * de la réplicaRon des polynucléoRdes (ARN) * de la traducRon: synthèse protéique codée par l’ARN * mais pas encore celui de l’ADN ni de la ¢ on constate que, évolutivement, la traduction est apparue avant la transcription, à l’inverse du décours temporel actuel des événements (transcription puis traduction)

Answer 20

un ARN est avantagé en codant une protéine qui catalyse + efficacement son autoréplication plutôt que la réplication d’ARN concurrents * comment restreindre l’accès de cette protéine à l’ARN qui l’a codée? Þ en érigeant un mur tout autour d’eux * de même qu’autour d’autres ARN et de leurs protéines * mur = membrane de phosphoglycérolipides qui auraient pu s’associer spontanément en milieu aqueux * vu leur propriété amphipathique quand de telles membranes, en se formant, emprisonnèrent des ARN autorépliquants et les protéines catalytiques associées Þla première cellule fut!

Answer 21

pas nécessairement, es premières ¢ étaient peut-être dépourvues de membrane si leurs composants se trouvaient dans des micro-alvéoles de la paroi de cheminées hydrothermales * les membranes se seraient formées autour de ¢ qui se sont libérées, dans l’eau * puis les ¢ devinrent + complexes Þ besoin accru d’info génétique

Answer 22

or, l’ADN qu’on connaît présente plusieurs avantages * perte de O sur le C2’ du pentose Þ l’ADN risque moins l’hydrolyse (ajout d’eau défait les molécules) Þ moléc. + stable Þ l’ADN devient moins suscep6ble à l’oxyda6on par les U.V., abondants dans l’atmosphère de la Terre primi6ve * T (thymine, ADN) + stable que U (uracile, ARN) * U facile à produire mais suscep6ble aux muta6ons (se transforme en C, cytosine) Þ conséquence sur synthèse protéiq. * U + opportuniste dans son appariement avec les autres bases azotées que T Þ U-A est un appariement moins fiable que T-A * ADN est bicaténaire et hélicoïdal vs ARN monocaténaire * liens H nombreux Þ ADN + long et + stable * mécanismes de réparaRon * si muta6on, le brin intact sert de matrice pour réparer le brin mutant

Answer 23

l’ADN a inévitablement évolué à partir de l’ARN * ADN initialement monocaténaire * aurait d’abord perdu O du OH du C2’ * aurait ensuite remplacé U par T Þ étant plus stable, l’ADN a pu s’allonger * serait ensuite devenu bicaténaire et hélicoïdal Þ encore + stable (liaisons H, réparation) * ces transformations graduelles se seraient produites en parallèle à l’évolution de polypeptides ayant de meilleures fonctions enzymatiques et des fonctions plus spécialisées

Answer 24

* certains de ces virus à ARN sont des rétrovirus * dans la ¢ infectée, l’ARN viral est transcrit en court ADN = rétrotranscrip6on* * ce court ADN est incorporé à l’ADN de la ¢-hôte * la ¢-hôte transcrit ensuite l’ADN en ARN (processus normal) pour les virions * la rétrotranscrip;on ARN → ADN aurait pu se produire dans les ¢ primi;ves * certains pensent que l’ADN a évolué dans les virus et a ensuite été transmis aux cellules

Answer 25

oui, probablement, si on prend l'exemple des rétrovirus

Answer 26

ARN = monocaténaire, court, U Þ facile à produire * la ¢ en produit beaucoup * mais ne le conserve pas: synthétisé au besoin et dégradé Þ le faible coût de production prime sur la stabilité de l’information * ADN = hélice bicaténaire, très long, T Þ coûteux à produire * mais la ¢ n’en produit qu’ 1 seule fois, avant la ÷ * et le conserve toute sa vie Þ la stabilité de l’information prime sur le coût élevé de production * l’ADN est venu à former le matériel génétique de toutes les ¢

Answer 27

1. ARN = 1er acide nucléique * joue un rôle généRque * éventuellement joue aussi un rôle catalyRque 2. polypeptides, glucides et lipidesse développent en parallèle ou avant 3. ADN se développe à par;r de l’ARN 4. les protéines ont pris le rôle cataly;que 5. l’ADN a pris le rôle géné;que 6. l’ARN a pris un rôle intermédiaire entre l’ADN et les protéines * sans totalement perdre son rôle catalyRque (ex. ribozymes)

Answer 28

LUCA: Last Universal Common Ancestor de tous les 1ers organismes ¢ qui se sont formés sur Terre, LUCA serait l’unique ancêtre de toutes les formes de vie * l’universalité du code génétique plaide en cette faveur * + des études en génétique moléculaire Þ les autres ¢ formées avant ou pendant LUCA sont disparues Þ les 2 ¢-filles de Luca ont donné des filiations qui se sont rendues jusqu’à nos jours

Answer 29

délimite physiquement la ¢ * fronRère entre les milieux interne (cytoplasme) et extracellulaire * contrôle les entrées et sorRes des substances Þ mainRent le milieu intracellulaire mieux organisé que l’extérieur

Answer 30

solution (cytosol) dans laquelle se déroulent les réactions chimiques qui transforment l’énergie et les matériaux nécessaires à la vie et à la reproduction de la ¢ * diverses macromolécules et particules baignent dans le cytosol

Answer 31

molécule qui contient toute l’information nécessaire au fonctionnement de la ¢ et qui est transmise d’une génération à l’autre lors de la ÷ cellulaire

Answer 32

* assemblages d’ARNr et de protéines où sont synthétisées les protéines par traduction de l’ARNm, lui-même un transcrit d’un segment d’ADN (gène)

Answer 33

provient de la conversion métabolique de l’énergie contenue dans les nutriments ou le soleil (animaux vs plantes) * utilisée par toutes les ¢ comme source d’énergie nécessaire aux réactions chimiques

Answer 34

le Si est important sur Terre, moins dans l’univers * tableau périodique: Si est sous C Þ 4 électrons de valence (même groupe = colonne) * longues chaînes de silicium sont instables en milieu liquide (H2O, NH3) * doubles liaisons O=Si=O impossibles * SiO2 = cristal très compliqué, liens simples entre tous les atomes * n’a pas la simplicité du CO2 (O=C=O) * oxyde de C Þ CO2, gaz expulsé * oxyde de Si Þ verre SiO2 Þ pas idéal pour la respiration !!! Þ scénario rejeté

Answer 35

* NH3 est à l’état liquide entre -34° et -77°C Þ fenêtre de 43° * sur quelle planète trouver de l’ammoniac liquide? * comme toute autre substance, sauf l’eau, NH3 est + dense à l’état solide que liquide Þ NH3 solide ne flohe pas Þ l’hiver les lacs d’ammoniac gèleraient en enRer, du fond vers la surface (masse vol. max de l’eau à 4° Þ la glace de H2O flose) Þ la vie ne pourrait pas y être maintenue l’hiver * mais on peut imaginer une planète sans hiver (T° constante toute l’année) la Terre a ~4,54 milliards d’années (m.a.) * le + vieux fossile procaryote connu a 4,28 m.a. Þ la vie a pris des 100aines de millions d’années à apparaître à ~20° * durée pour début de vie à la T° de NH3 liquide? (entre -34° et -77°C) * à chaque baisse de 10°, les réactions chimiques prennent 2 X plus de temps * 26 à -40°C = 64 m.a. ou 27 à -50°C = 128 m.a. ou 28 à -60°C = 256 m.a. ou 210 à -70°C = 512 m.a. * l’âge de l’univers est estimé à 13,8 m.a. Þ scénario de vie à base d’ammoniac improbable... ou commence se réaliser