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23 juin 2016 4 23 /06 /juin /2016 08:00

Les dossiers de La Recherche N° 2

LUCA

Simonetta Gribaldo – Céline Brochier-Armanet

Cet acronyme de Last Universal Common Ancestor a été popularisée en 1996 lors d'un congrès organisé à la Fondation des Treilles par le biologiste Patrick Forterre. Elle désigne l'ancêtre commun à tous les êtres vivants actuels, connu aussi sous d'autres noms tels que cénancêtre.

Sa place est unique dans l'histoire de la vie, après lui débutèrent les événements évolutifs à l'origine de la biodiversité que nous connaissons répartie en trois domaines : les archées, les bactéries (procaryotes) et les eucaryotes.

Organisme à la biochimie complexe, il ne faut pas le confondre avec la première cellule. Il présentait des caractéristiques cellulaires élaborées et a été précédé par des lignées d'organismes plus simples aujourd'hui éteintes. LUCA était un micro-organisme mais ni une bactérie, ni une archée, ni un eucaryote.

Sans fossiles les biologistes ont construit des modèles probabilistes d'évolution estimant le nombre et la fonction des gènes présents dans son génome à partir de la comparaison des génomes des êtres vivants actuels. L'idée est d'identifier les gènes ''homologues'' communs aux trois domaines du vivant car ils dérivent d'un même gène ancestral pour déterminer s'ils étaient présents chez LUCA en étudiant leur histoire évolutive grâce à la phylogénie moléculaire.

Il vivait probablement il y a plus de 2,4 milliards d'années. Datation relative par manque de fossiles servant de points de repère. L'unique jalon utilisable est l'oxygénation massive de l'atmosphère résultant de la photosynthèse réalisée par des cyanobactéries.

Combien LUCA possédait-il de gènes ? Les estimations vont de quelques centaines à plus d'un millier. Il disposait des mécanismes de transcription et de traduction du matériel génétique, des protéines membranaires et des enzymes du métabolisme central mais il lui manquait la plupart des protéines impliquées dans la réplication de l'ADN. Il pouvait disposer d'un génome constitué d'ARN et non d'ADN, ceci impliquant que ces systèmes soient apparus séparément chez l'ancêtre des bactéries, d'un côté, et chez celui des archées et des eucaryotes, de l'autre. Donc que le remplacement de l'ARN par l'ADN dans les génomes se serait produit deux fois au cours de l'évolution. S'il disposait d'un génome d'ADN celui-ci pouvait disposer d'un système de réplication différent de celui de ses ''héritiers''.

LUCA était-il un organisme hyperthermophile, vivant à plus de 80°C ou dans un environnement plus froid ? Privilégiée un temps la première hypothèse est désormais remise en cause pour lui dessiner un milieu aux températures comprises entre 20°C et 40°C.

Pour progresser dans l'étude de LUCA il importe d'avoir une meilleure connaissance de la biodiversité actuelle pour comprendre les processus évolutifs qui menèrent à elle. L'analyse de données par des méthodes de reconstruction des génomes ancestraux et de phylogénie moléculaire devrait affiner nos conceptions du sien.

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Publié par Lee Rony - dans J'ai vu Science
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