Est vivant « Un système qui est - Délimité par une membrane semi

Exobiologie 3 : les premières cellules correction.
1. La cellule est l’unité de base de toute forme vivante connue à l’heure actuelle.
Qu’elle soit de type eucaryote ou procaryote, la cellule est délimitée par une membrane,
majoritairement constituée de lipides
On comprend ainsi le rôle primordial des lipides sans qui les membranes cellulaires
n’auraient pu apparaître, elle qui permet d’isoler le milieu intracellulaire de l’extérieur.
L’absence des lipides dans les résultats de l’expérience de Miller pose donc le problème
de la possibilité de l’apparition des premières membranes.
Cependant, la question de savoir quels sont les mécanismes de l’évolution ayant mené à la cellule
dans sa forme actuelle reste encore en suspens. Comment ont pu apparaître les proto cellules ?
L’étendue actuelle de notre connaissance en biochimie suggère que la cellule, considérée ici comme un
compartiment, est un prérequis nécessaire, sinon le principal, à l’apparition de la vie.
2. La formation des premières membranes a pu isoler des petites quantités de la soupe
primitive : les molécules pré biotiques présentes dans les océans primitifs :
- Des acides aminés (peut-être déjà organisés en protéines, macromolécules),
- Des sucres,
- Des nucléotides (peut-être déjà organisés en ADN et/ou ARN).
3. Ces molécules, emprisonnées dans un milieu isolé de l’extérieur ont pu interagir et
permettre l’apparition des premières réactions chimiques du vivant.
- Les sucres ont pu être à l’origine des premiers processus de libération d’énergie
- Les acides aminés ont pu former des protéines : briques, outils et informateurs de
nos cellules.
- Les nucléotides organisés en acides nucléiques ont été les premiers supports d’une
information génétique.
4. Toutes les cellules sont entourées d’une membrane plasmique semi-perméable qui maintient son
intégrité et qui agit comme une barrière sélective qui permet à la cellule d’importer des matériaux
bruts, de concentrer ses produits de fabrication et d’exporter ses déchets.
Elle est constituée principalement de lipides (et de protéines spécialisées) qui permettent le transport
spécifique de molécules au travers de la membrane.
Sa perméabilité assure les échanges avec le milieu extérieur.
5. Si nous avons désormais une structure qui ressemble à une cellule, pour qu’elle soit vivante il faut
qu’elle « travaille », assure des fonctions dynamiques, il faut donc, comme vu à la question
précédente, que les molécules présentes interagissent pour
–Produire de l’énergie
–Fabriquer de la matière
–Se reproduire.
On pourra retenir cette définition de la vie proposée par la NASA en 1997 :
Est vivant « Un système qui est
-
Délimité par une membrane semi-perméable de sa propre fabrication,
Qui est capable de s’auto entretenir
Et de se reproduire
En fabriquant ses constituants à partir d’énergie et/ou de matériaux bruts
extérieurs. ».
Toutes les cellules (considérées comme des systèmes vivants) possèdent les trois
caractéristiques du vivant : l’autoconservation (récupérer des éléments du milieu et les
transformer en produits nécessaires à la survie), l’autorégulation (contrôler la
fabrication de ces produits) et l’autoreproduction (produire un système ayant ces 3
caractéristiques).
La météorite du lac tagish
Le 18 janvier 2000 un objet dont la taille initiale
devait être d’environ 5 mètres et qui devait peser
200 tonnes est entré dans l’atmosphère de la Terre
au-dessus du Canada. La météorite elle-même a
explosé en fragments. (photo de quelques
fragments ci-contre)
En provenance de la zone externe de la ceinture
d’astéroïdes, elle daterait de la formation du
système solaire (4,5 GA)
Les scientifiques ont découvert que la météorite du lac Tagish contient un taux record d’acide
formique, près de quatre fois plus que les autres météorites connues à ce jour. Ce composé
organique nous est familier. En effet, même si les chimistes l’appellent plus précisément l’acide
méthanoïque, il se trouve dans les dards et les piqûres de nombreux insectes comme les abeilles
et, bien sûr, les fourmis.
Or, l’acide formique apporté en grandes quantités sur la Terre primitive par le bombardement
des météorites pourrait être, un ingrédient important dans les processus de synthèse
prébiotiques à l’origine des acides gras composant les membranes des cellules vivantes.
De manière générale, il s’agit d’un indice de plus en faveur d’un apport de larges quantités d’acides
carboxyliques précurseurs des composants des premières membranes cellulaires de la vie terrestre.
Pour découvrir une cellule (animale) et sa membrane en 3D :
http://www.ccdmd.qc.ca/ri/cellule/