[SCIENCE-usa-2012]
Cellule Primordiale :
au commencement, pas de 'Monde à ARN' (hypothèse de 1986), mais l'hypothèse de protéines primordiales est également impossible ...
Résumé des hypothèses évolutionnaires en présence :
Les ribosomes, ( = les organelles de la cellule qui construisent les protéines) sont faits avec de l'ARN, d'où l'hypothèse admise en 1986, d'un 'Monde à ARN' [ => au commencement du vivant].
Mais le Professeur Gustavo Caetano-Anollés, qui a dirigé une nouvelle étude, rappelle que les ribosomes sont faits aussi de protéines ; c'est à dire que les protéines auraient dû exister avant la formation des ribosomes ; mais les ribosomes fabriquent les protéines ...
Donc, il n' y a :
- ni première étape possible,
- ni seconde étape possible
La science de 2012 démontre une fois de plus que l'hypothèse de la 'Cellule Primordiale' est, jusqu'à aujourd'hui, inexplicable ...
| Article disponible sur : http://www.sciencenewsline.com/ biology/2012031306420020.html |
TRADUCTION EN FRANCAIS |
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Study of Ribosome Evolution Challenges 'RNA World' Hypothesis Published: March 13, 2012. University of Illinois at Urbana-Champaign In the beginning - of the ribosome, the cell's protein-building workbench - there were ribonucleic acids, the molecules we call RNA that today perform a host of vital functions in cells. And according to a new analysis, even before the ribosome's many working parts were recruited for protein synthesis, proteins also were on the scene and interacting with RNA. This finding challenges a long-held hypothesis about the early evolution of life. The study appears in the journal PLoS ONE. The "RNA world" hypothesis, first promoted in 1986 in a paper in the journal Nature and defended and elaborated on for more than 25 years, posits that the first stages of molecular evolution involved RNA and not proteins, and that proteins (and DNA) emerged later, said University of Illinois crop sciences and Institute for Genomic Biology professor Gustavo Caetano-Anollés, who led the new study. "I'm convinced that the RNA world (hypothesis) is not correct," Caetano-Anollés said. "That world of nucleic acids could not have existed if not tethered to proteins." The ribosome is a "ribonucleoprotein machine," a complex that can have as many as 80 proteins interacting with multiple RNA molecules, so it makes sense that this assemblage is the result of a long and complicated process of gradual co-evolution, Caetano-Anollés said. Furthermore, "you can't get RNA to perform the molecular function of protein synthesis that is necessary for the cell by itself." Proponents of the RNA world hypothesis make basic assumptions about the evolutionary origins of the ribosome without proper scientific support, Caetano-Anollés said. The most fundamental of these assumptions is that the part of the ribosome that is responsible for protein synthesis, the peptidyl transferase center (PTC) active site, is the most ancient. In the new analysis, Caetano-Anollés and graduate student Ajith Harish (now a post-doctoral researcher at Lund University in Sweden) subjected the universal protein and RNA components of the ribosome to rigorous molecular analyses - mining them for evolutionary information embedded in their structures. (They also analyzed the thermodynamic properties of the ribosomal RNAs.) They used this information to generate timelines of the evolutionary history of the ribosomal RNAs and proteins. These two, independently generated "family trees" of ribosomal proteins and ribosomal RNAs showed "great congruence" with one another, Caetano-Anollés said. Proteins surrounding the PTC, for example, were as old as the ribosomal RNAs that form that site. In fact, the PTC appeared in evolution just after the two primary subunits that make up the ribosome came together, with RNA bridges forming between them to stabilize the association. The timelines suggest that the PTC appeared well after other regions of the protein-RNA complex, Caetano-Anollés said. This strongly suggests, first, that proteins were around before ribosomal RNAs were recruited to help build them, and second, that the ribosomal RNAs were engaged in some other task before they picked up the role of aiding in protein synthesis, he said. "This is the crucial piece of the puzzle," Caetano-Anollés said. "If the evolutionary build-up of ribosomal proteins and RNA and the interactions between them occurred gradually, step-by-step, the origin of the ribosome cannot be the product of an RNA world. Instead, it must be the product of a ribonucleoprotein world, an ancient world that resembles our own. It appears the basic building blocks of the machinery of the cell have always been the same from the beginning of life to the present: evolving and interacting proteins and RNA molecules." "This is a very engaging and provocative article by one of the most innovative and productive researchers in the field of protein evolution," said University of California at San Diego research professor Russell Doolittle, who was not involved in the study. Doolittle remains puzzled, however, by "the notion that some early proteins were made before the evolution of the ribosome as a protein-manufacturing system." He wondered how - if proteins were more ancient than the ribosomal machinery that today produces most of them -"the amino acid sequences of those early proteins were 'remembered' and incorporated into the new system." Caetano-Anollés agreed that this is "a central, foundational question" that must be answered. "It requires understanding the boundaries of emergent biological functions during the very early stages of protein evolution," he said. However, he said, "the proteins that catalyze non-ribosomal protein synthesis - a complex and apparently universal assembly-line process of the cell that does not involve RNA molecules and can still retain high levels of specificity - are more ancient than ribosomal proteins. It is therefore likely that the ribosomes were not the first biological machines to synthesize proteins." Caetano-Anollés also noted that the specificity of the ribosomal system "depends on the supply of amino acids appropriately tagged with RNA for faithful translation of the genetic code. This tagging is solely based on proteins, not RNAs," he said. This suggests, he said, that the RNA molecules began as co-factors that aided in protein synthesis and fine-tuned it, resulting in the elaborate machinery of the ribosome that exists today. The National Science Foundation and the United Soybean Board supported this research. Editor's notes: To reach Gustavo Caetano-Anollés, call 217-333-8172; email gca@illinois.edu. The paper, "Ribosomal History Reveals Origins of Modern Protein Synthesis," is available online and from the U. of I. News Bureau. |
L'étude de l'Évolution des Ribosomes défie l'hypothèse du 'monde à ARN' Publié: 13 Mars 2012. Université de l'Illinois à Urbana-Champaign Dans le début - du ribosome, la cellule de protéines bâtiment atelier - il y avait des acides ribonucléiques, les molécules d'ARN qui nous appelons aujourd'hui effectuer un grand nombre de fonctions vitales dans les cellules. Et selon une nouvelle analyse, avant même que de nombreuses pièces de l'ribosome de travail ont été recrutés pour la synthèse des protéines, les protéines étaient également sur la scène et l'interaction avec l'ARN. Cette conclusion remet en question une hypothèse de longue date sur l'évolution précoce de la vie. Relatif • Plus de nouvelles de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign • Université de l'Illinois à Urbana-Champaign L'étude paraît dans la revue PLoS ONE. Le "monde de l'ARN" hypothèse, d'abord promu en 1986 dans un article dans la revue Nature et défendu et développé depuis plus de 25 ans, pose en principe que les premières étapes de l'évolution moléculaire des protéines impliquées ARN et non, et que les protéines et l'ADN () apparu plus tard, a déclaré Université de l'Illinois sciences des cultures et l'Institut de génomique professeur de biologie Gustavo Caetano-Anollés, qui a dirigé la nouvelle étude. «Je suis convaincu que le monde de l'ARN (hypothèse) n'est pas correct," affirme Caetano-Anollés . "Ce monde des acides nucléiques n'aurait pas pu exister si elle n'est pas attaché à des protéines." Le ribosome est une «machine ribonucléoprotéine", un complexe qui peut avoir jusqu'à 80 protéines interagissant avec les molécules d'ARN multiples, il est donc logique que cet assemblage est le résultat d'un processus long et compliqué de la co-évolution progressive, affirme Caetano-Anollés. En outre, "Vous ne pouvez avoir de l'ARN qui réalise la fonction moléculaire de la synthèse des protéines, alors que celle-ci est nécessaire pour la cellule elle-même." Les partisans de l'hypothèse du monde ARN faire des hypothèses de base sur les origines évolutionnaires du ribosome sans soutien scientifique approprié, affirme Caetano-Anollés. La plus fondamentale de ces hypothèses est que la partie du ribosome [[qui est responsable de la synthèse des protéines est le centre peptidyl transférase (PTC) du site actif]], est la plus ancienne. Dans la nouvelle analyse, Caetano-Anollés et l'étudiant diplômé Ajith Harish (actuellement chercheur post-doctoral à l'Université de Lund en Suède) soumis la protéine universelle et les composants d'ARN du ribosome à de rigoureuses analyses moléculaires - les minier pour l'information évolutif intégré dans leurs structures . (Ils ont également analysé les propriétés thermodynamiques des ARN ribosomal.) Ils ont utilisé ces informations pour générer des échéanciers de l'histoire évolutive des ARN ribosomal et de protéines. Ces deux, indépendamment générés "arbres généalogiques" de protéines ribosomiques et des ARN ribosomal a montré «congruence grande" avec l'autre, Caetano-Anollés dit. Protéines entourant le PTC, par exemple, étaient aussi vieux que les ARN ribosomaux qui forment ce site. En fait, le CTP est apparu dans l'évolution, juste après les deux sous-unités primaires qui composent le ribosome se sont réunis, avec des ponts d'ARN formant entre eux afin de stabiliser l'association. Les délais suggèrent que le PTC est apparu bien après d'autres régions du complexe protéine-ARN, Caetano-Anollés dit. Cela suggère fortement, d'abord, que les protéines étaient là avant ARN ribosomiques ont été recrutés pour les aider à construire et, deuxièmement, que les ARN ribosomaux ont été engagés dans une autre tâche avant ils ont ramassé le rôle d'aider à la synthèse des protéines, at-il dit. «C'est la pièce essentielle du puzzle», Caetano-Anollés dit. "Si l'évolution accumulation de protéines ribosomales et d'ARN et les interactions entre eux a eu lieu progressivement, étape par étape, l'origine du ribosome ne peut pas être le produit d'un monde de l'ARN. Au lieu de cela, il doit être le produit d'une ribonucléoprotéine . monde, un monde ancien qui ressemble à la nôtre, il semble que les blocs de construction de base de la machinerie de la cellule ont toujours été la même depuis le début de la vie au présent:. évolution et l'interaction des protéines et des molécules d'ARN " "C'est un article très intéressant et provocateur par l'un des chercheurs les plus novateurs et productifs dans le domaine de l'évolution des protéines», a déclaré l'Université de Californie à San Diego professeur-chercheur Doolittle Russell, qui n'était pas impliqué dans l'étude. Doolittle reste perplexe, toutefois, par «l'idée que certaines protéines précoces ont été faites avant l'évolution du ribosome en tant que système de la protéine de fabrication." Il se demandait comment - si les protéines étaient plus ancienne que la machinerie ribosomale qui aujourd'hui produit plupart d'entre eux - ". Les séquences d'acides aminés de ces protéines précoces ont été« rappelé »et incorporé dans le nouveau système" Caetano-Anollés convenu que c'est «une centrale, la question fondamentale« qui doit être répondu. "Il faut comprendre les limites de fonctions biologiques émergents au cours des stades très précoces de l'évolution des protéines," at-il dit. Toutefois, at-il dit, "les protéines qui catalysent la synthèse des protéines non-ribosomique - un complexe et apparemment universelle chaîne de montage processus de la cellule qui ne comporte pas de molécules d'ARN et peut encore conserver des niveaux élevés de spécificité - sont plus anciennes que les protéines ribosomales. Il est donc probable que les ribosomes ne sont pas les premières machines biologiques pour synthétiser des protéines. " Caetano-Anollés a également noté que la spécificité du système ribosomique "dépend de l'offre d'acides aminés de façon appropriée avec les tags ARN pour la traduction fidèle du code génétique. Ce marquage est uniquement basé sur les protéines, ARN non», at-il dit. Cela donne à penser, dit-il, que les molécules d'ARN a commencé en tant que co-facteurs qui ont favorisé la synthèse des protéines et affiné il, résultant dans le mécanisme compliqué du ribosome qui existe aujourd'hui. La National Science Foundation et le United Soybean Board a appuyé cette recherche. Notes de la rédaction: Pour atteindre Gustavo Caetano-Anollés, appel 217-333-8172; gca@illinois.edu email. Le papier, "Histoire Ribosomal révèle Origines de la synthèse protéique moderne», est disponible en ligne et de l'Université de I. Nouvelles Bureau. |
