Mystère de la vie : Pourquoi 20 AA ?

[invited0f2242f]

Bonjour,
Nouveau sur ce forum je fais une rapide pres: Chercheur vivant à l'étranger (bah oui merci le système Francais).
Le thème de mon post: Je me suis souvent posé la question concernant les briques la vie, les acides aminés: La vie sur terre n'utilise en gros que 20 acides aminés principaux (22 si on pousse un peu). Ces aa sont bien connus et sont associés à une ou plusieurs séquence(3) de 3 nucléotides et à un ARNt di ARN de transport.
Maintenant dans notre système AGTC il existe 64 possibilités de code à 3 Nucléotides. De plus lorsque l'on sait qu'il existe plus de 500 acides aminés présents dans la nature et l'Univers (enfin dans les limites de nos analyses à partir de la terre) on peut légitimement se demander:
mais pour quoi seulement 20 acides aminés ???
Pourquoi CEUX LA ?

si l'on réfléchit cette "sélection" figée il y a des centaines de millions d'années est un peu minimaliste.
On peut imaginer quelle serait la diversité de la vie si l'on avait 30 voire 40 briques à la place de 20 !
J'ai bien essayé de trouver des réponses dans l'expérience célèbre qui consistait à reproduire le milieu chmique pré biotique avec des éclairs : On retrouve quelques acides aminés mais pas tous et surtout on en trouve d'autres !
Les astéroides ? même topo
les nuages gazeux : rien de très riche
la stabilité ? bien d'autres acides aminés naturels sont aussi stables parfois plus
la taille ? non encore une fois il n'y a pas de règle logique
la diversité chimique ? elle est bien représentée mais elle pourrait l'être plus.

Ô grand Architecte ! TELL ME WHY ?!

C'est une question qui me taraude. Cela intéresse t il quelqu'un ?
Je lisais plus bas la réflexion sur le sujet "la vie sur terre a t elle été créée par d'autres entités" qui m'a fait sourire au départ mais bon la vie vue sous l'angle des 20AA parait bien mystérieuse. Dis monsieur l'archi pourquoi t'as pas pris la version "deluxe" de ta boite de légosamines ?

voilà, j'espère vous lire et lancer un débat passionant.
je n'ai probablement pas posté toutes les infos exactes après une nuit un peu courte. J'y reviendrai.
A vous lire !
-----

[invite1397b00c]

J'aime ce genre de questions

Mais pas assez qualifié pour t'aider.

[Yoyo]

Bonjour

Il y a en effet 22 acides aminés. Quant a la question du pourquoi 22 et pas 40? personne ne pourra y repondre! La réponse la plus simple serait "parceque 22 + toutes les modification post-traductionnelles existantes sont suffisantes". Je rajouterai que si un codon correspondait a un acide aminé différent a chaque fois, alors le risque d'avoir une mutation qui inactive totalement la protéine serait beaucoup plus grande. La redondance du code genetique permet d'avoir de nombreuses mutations silencieuses qui ne modifient pas la protéine. On estime actuellement qu'une 1 mutation sur 400 inactive une proteine...

Mais "pourquoi" n'est pas une question scientifique donc je crain que personne ne puisse te donner de réponse définitive.

Yoyo

[invitebd183930]

Bonjour,
Nouveau sur ce forum je fais une rapide pres: Chercheur vivant à l'étranger (bah oui merci le système Francais).
Le thème de mon post: Je me suis souvent posé la question concernant les briques la vie, les acides aminés: La vie sur terre n'utilise en gros que 20 acides aminés principaux (22 si on pousse un peu). Ces aa sont bien connus et sont associés à une ou plusieurs séquence(3) de 3 nucléotides et à un ARNt di ARN de transport.
Maintenant dans notre système AGTC il existe 64 possibilités de code à 3 Nucléotides. De plus lorsque l'on sait qu'il existe plus de 500 acides aminés présents dans la nature et l'Univers (enfin dans les limites de nos analyses à partir de la terre) on peut légitimement se demander:
mais pour quoi seulement 20 acides aminés ???
Pourquoi CEUX LA ?

si l'on réfléchit cette "sélection" figée il y a des centaines de millions d'années est un peu minimaliste.
On peut imaginer quelle serait la diversité de la vie si l'on avait 30 voire 40 briques à la place de 20 !
J'ai bien essayé de trouver des réponses dans l'expérience célèbre qui consistait à reproduire le milieu chmique pré biotique avec des éclairs : On retrouve quelques acides aminés mais pas tous et surtout on en trouve d'autres !
Les astéroides ? même topo
les nuages gazeux : rien de très riche
la stabilité ? bien d'autres acides aminés naturels sont aussi stables parfois plus
la taille ? non encore une fois il n'y a pas de règle logique
la diversité chimique ? elle est bien représentée mais elle pourrait l'être plus.

Ô grand Architecte ! TELL ME WHY ?!

C'est une question qui me taraude. Cela intéresse t il quelqu'un ?
Je lisais plus bas la réflexion sur le sujet "la vie sur terre a t elle été créée par d'autres entités" qui m'a fait sourire au départ mais bon la vie vue sous l'angle des 20AA parait bien mystérieuse. Dis monsieur l'archi pourquoi t'as pas pris la version "deluxe" de ta boite de légosamines ?

voilà, j'espère vous lire et lancer un débat passionant.
je n'ai probablement pas posté toutes les infos exactes après une nuit un peu courte. J'y reviendrai.
A vous lire !

Salut,
C'est ma 1ère participation!
j'ajoute pourquoi sept (07) notes au max 08(Do-Re-mi-Fa....DO final) et pourtant il ya des merveilles!
Je pense que l'effet de synergie est plus qu'important que combinatoire!

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite1397b00c]

Mais "pourquoi" n'est pas une question scientifique.

Yoyo

Pas d'accord, S'il n'y a personne qui demande pourquoi, il n'y a pas besoin de faire de recherche... et du coup pas besoin de science.

[Coincoin]

S'il n'y a personne qui demande pourquoi, il n'y a pas besoin de faire de recherche... et du coup pas besoin de science.

Si... la science répond a "comment". Le "pourquoi", c'est métaphysique, philosophique.

Mais bon, c'est hors-débat ici.

[invité576543]

Salut,
C'est ma 1ère participation!
j'ajoute pourquoi sept (07) notes au max 08(Do-Re-mi-Fa....DO final) et pourtant il ya des merveilles!
Je pense que l'effet de synergie est plus qu'important que combinatoire!

Bonjour,

Hors Sujet --- Ca c'est plus simple! Le sept de la gamme à un rapport avec log(3)/log(2), le rapport entre quinte et octave....

Cordialement,

[invité576543]

Si... la science répond a "comment". Le "pourquoi", c'est métaphysique, philosophique.

Mais bon, c'est hors-débat ici.

Hum... Il y a pourquoi et pourquoi... Je suis d'accord sur le fond, mais dans ce cas précis, peut-être que l'on pourra montrer un jour qu'il s'agit d'un compromis, par exemple entre variété des protéines (clairement 1 seul acide aminé, c'est pas terrible...), et, comme dit Yoyo, la sensibilité aux mutations (clairement 1 millions d'acides aminés, c'est sensible aux erreurs). Peut-être un jour quelqu'un trouvera une formule à minimiser qui aura son minimum vers 20, et ce pourra être considéré comme une réponse à ce "pourquoi"...

Cordialement,

[mariposa]

Hum... Il y a pourquoi et pourquoi... Je suis d'accord sur le fond, mais dans ce cas précis, peut-être que l'on pourra montrer un jour qu'il s'agit d'un compromis, par exemple entre variété des protéines (clairement 1 seul acide aminé, c'est pas terrible...), et, comme dit Yoyo, la sensibilité aux mutations (clairement 1 millions d'acides aminés, c'est sensible aux erreurs). Peut-être un jour quelqu'un trouvera une formule à minimiser qui aura son minimum vers 20, et ce pourra être considéré comme une réponse à ce "pourquoi"...

Cordialement,

.
Je suis enclin à être sceptique sur cette démarche de minimisation. Prigogine a passé une bonne partie de sa vie sur ce gennre de problématique. En fait pour les systèmes loin de l'équilibre thermodynamique il n'existe pas de potentiel qui minise quelquechose. C'est pourquoi aujourd'hui on ne parle plus des structures dissipatives mais de théorioes de bifurcations etc...

[invité576543]

Ce n'était qu'un exemple. Je n'ai pas la prétention de proposer une solution à cette question pas simple...

[invited0f2242f]

Merci pour vos réponses.

Pour reprendre un peu mon sujet je dirais plutôt: quelles sont les règles ou les conditions physico-chimiques qui ont conduit à cette sélection précise d'acides aminés et surtout a figé cette sélection sans jamais y déroger (ou presque)
Quant à la sélection du combien elle sepose également mais sous un autre angle.
Regardez un peu la structure chimique de ces composés et bien rien ne prédit clairement un lien.
Autre question levogire par rapport à dextrogire ? mais bon on dévie.
En tout cas c'est un problème scientifique clairement établi donc on devrait pouvoir trouver une(des) réponses.
C'est quand même l'une des bases de la biologie alors si l'origine de ces structures n'a aucun fondement physico chimiques on rejoint le domaine du n'importe quoi et des dérives fantasques.

[Yoyo]

comment veux tu qu'on puisse répondre a ta question ??? personne n'etait la pour voir les conditions au mloment de l'apparition des acides aminés! et meme si on reproduisait l'experience en labo rien ne permettrait d'affirmer que c'est de cette maniere la que ce sont passé les choses.

Donc franchement je vois pas bien comment on peut espérer répondre a cette question!
yoyo

[invited0f2242f]

on peut tirer des propriétés communes
une loi physicochimique (stabilité dans certaines conditions)
si je continue ton raisonnement les mecs qui étudient le big bang n'ont aucune chance d'y arriver parce qu'ils n'y étaient pas

[Yoyo]

En effet il est peut probable qu'on puisse un jour determiner exactement les conditions existantes au moment du big bang, tout comme il est improbable que nous puission un jour determiner la composition de la premiere cellule vivante, et comment on est passe de l'inerte au vivant!

Il faut savoir accepter qu'on ne pourra sans doute jamais repondre a certaines questions

Yoyo

[invited0f2242f]

En effet il est peut probable qu'on puisse un jour determiner exactement les conditions existantes au moment du big bang, tout comme il est improbable que nous puission un jour determiner la composition de la premiere cellule vivante, et comment on est passe de l'inerte au vivant!

Il faut savoir accepter qu'on ne pourra sans doute jamais repondre a certaines questions

Yoyo

c'est très religieux comme réponse

les voies du seigneur sont elles impénétrables ?

[invite3b1f10d5]

Il me semble (ou je suis nul en maths ) qu'avec 3 nucléotides parmi 4 (ATGC), il ne peut exister que 20 solutions de regroupement possibles, donc seulement 20 AA disponibles pour construire les protéines du monde vivant. D'ou vient le chiffre de 64 donné par Proto ou de 22 donné par Yoyo ?
La question de seulement 20 AA n'a donc pas vraiment de sens en soi car c'est une simple solution mathématique aux données disponibles. En revanche, pourquoi seulement 4 nucléotides, et pourquoi le regroupement par 3 pour former un AA, voilà le fond du pb. Mais, et là je suis bien d'accord avec Yoyo, la science essaie de répondre à "comment", et laisse le "pourquoi" aux théologiens (et aux charlatans !)

[invitece4c4d59]

Il te semble mal ... parce qu'on est dans un cas de tirage aléatoire avec remise donc à chaque fois on à 3 solutions possible ce qui donne un nombre de combinaison possible de 4*4*4=64. Le fameux 64 de proto

Le 22 de Yoyo est du au fait qu'au 20 acides aminés les plus courant s'ajoute deux acides aminées moins courant mais important la sélénocystéine et un autre dont j'ai oublié le nom.

quant a ta question pourquoi des regroupements de 3 nucléotides, c'est tout simplement qu'avec 4 nucléotides différents la seule solution qui permet de coder suffisamment d'acide aminé c'est 3 (codage sur 1 ça ne laisse que 4 AA différents possibles et sur deux ça ne laisse que 16 AA différents possible sans la confortable propriété de redondance du code génétique)
mais bon là on en revient à la question initiale pourquoi 20 / 22 AA et pas plus ou moins a laquel je suis pas sur que quelqu'un ait une réponse convenable

[JPL]

Il me semble (ou je suis nul en maths ) qu'avec 3 nucléotides parmi 4 (ATGC), il ne peut exister que 20 solutions de regroupement possibles, donc seulement 20 AA disponibles pour construire les protéines du monde vivant. D'ou vient le chiffre de 64 donné par Proto ou de 22 donné par Yoyo ?

Je confirme : tu es bien nul en maths C'est bien 64 combinaisons possibles et certains acides aminés sont codés par plusieurs combinaisons synonymes.
Quant au nombre d'acides aminés des protéines, la liste classique est 20 mais on a découvert ensuite la sélénocystéine puis plus récemment la pyrrolidine.

[invite3b1f10d5]

Mais non, je persiste : si les acides aminés dont nous parlons ne sont que 20, c'est bien parce qu'il n'y a que 20 possibilités de groupes de 3 nucléotides parmi 4 (même si on remet en jeu le premier ou le second tiré). Attention ! les permutations, (par exemple AAG et AGA) ne se distinguent pas et correspondent au même AA. Voila pourquoi, dans le monde du vivant, la réponse est bien 20 et non 22 ni 64. N'allez pas chercher midi à 14 heures.

[bardamu]

Mais non, je persiste : si les acides aminés dont nous parlons ne sont que 20, c'est bien parce qu'il n'y a que 20 possibilités de groupes de 3 nucléotides parmi 4 (même si on remet en jeu le premier ou le second tiré). Attention ! les permutations, (par exemple AAG et AGA) ne se distinguent pas et correspondent au même AA. Voila pourquoi, dans le monde du vivant, la réponse est bien 20 et non 22 ni 64. N'allez pas chercher midi à 14 heures.

Salut,
il se trouve que les permutations se distinguent et ne correspondent pas au même acide aminé.
Il y a un tableau des correspondances ici : http://www.geneticengineering.org/ch...icAcid/ARN.htm

[Yoyo]

Bonsoir

JPL a raison les permutations ne sont pas identiques loin s'en faut, on tombe donc sur 64!
Ensuite les deux acides aminés supplémentaires sont la sélénocystéine et la pyrrolysine qui sont incorporés en reponse a la presence d'un codon UGA et UAG (respectivement).

Yoyo

[invite3b1f10d5]

Errare humanum est !
J'avais tout faux. Merci à YOYO, BARDAMU et JPL de m'avoir remis dans le droit chemin.
Perseverare diabolicum.

[JPL]

et la pyrrolysine

Oui, merci pour la correction

[bardamu]

Errare humanum est !
J'avais tout faux. Merci à YOYO, BARDAMU et JPL de m'avoir remis dans le droit chemin.
Perseverare diabolicum.

Ceci dit, une idée : est-ce que les contraintes sélectives ne pourraient pas conduire à ce que le code tende vers un équivalent de système sans distinction ?
Il y a peut-être une relation entre redondance du codage et diversité offerte avec un équilibre correspondant à un nombre de résultat équivalent à une combinatoire sans distinction des éléments.

Si on a un fonctionnement basé sur 64 acides aminés, la moindre mutation a un effet sur la protéine codée.
Si on a un fonctionnement avec un seul acide aminé, les mutations sont indifférentes mais on ne fait pas grand chose avec.
D'un côté complexité et fragilité maximale, de l'autre fragilité et complexité minimales. Y'a-t-il un équilibre identifiable ?

En fait, sauf erreur, le 20 correspond à une combinaison avec répétition, c'est-à-dire que globalement le code est indifférent aux distinctions d'ordre bien que les tirages soient ordonnés.
Et cela me fait penser à des phénomènes de bruit, comme si la distinction locale de l'ordre cachait une indistinction globale à l'échelle du vivant ou du biochimique.

Mais bon, je suis plutôt du soir et c'est une idée du matin...

[invited9018510]

Pas d'accord, S'il n'y a personne qui demande pourquoi, il n'y a pas besoin de faire de recherche... et du coup pas besoin de science.

La question du "pourquoi" n'interesse pas la physique.

Mais dans un autre domaine la science répond aux pourquoi .
L'on peut dire pourquoi le goût existe : c'est parce qu'il y a des papilles gustatives.Pourquoi l'on perçoit le son,la lumière etc.
Donc le pourquoi est dit non scientifique,ou scientifique selon la discipline.

[invite0e4ceef6]

si tu reagrde la ligné homo, tu verras qu'il ne reste plus qu'une seule espèce humaine.. maintenant si tu te de demande mais Ô grand archietcte pourquoi n'as tu crée qu'une seule espèce humaine?? c'est que tu n'a peut-ere pas en main tout les autre essais du grand architecte (tous raté) et disparu depuis bien longtemps..

ce qui est sur c'est qu'il n'y a qu'une seule molecule dont on est aujourd'hui connaissance et qui ait-été en mesure de produire cet evenment chimique peu probable qu'est le vivant..

il me semble que les acides animés peuvent s'appareiller assez simplement, mais que la formule magique ne semble marcher qu'avec ces 22 là, du moiins sur terre

en voyant comment fonctionne la nature, elle fait beaucoup de chose, et peu tienne la route, donc la solution du grand architecte ne tiens qu'a 22 acide animé sur toute les autres combinaison possible..

mais bon ce n'est qu'une supposition, comme d'habitude cela se passe comme ça, je vois pas pourquoi cette fois-ci il n'aurait été crée que 22acide aminé qui serait de suite appareillé dans le bon sens pour faire la vie...

en plus cette débauche d'ébauche contiens peut-etre aussi les moyen aujourd'hui, disparu, fermant, catalyseur a l'origine de l'arn, et de l'adn, des membranes cellulaires..