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Posté par Isabelle le Mardi 22/09/2015 à 12:00
Evolution: comment les protéines remplacent-elles les enzymes à ARN ?
Depuis le « monde à ARN » pré-biotique, les protéines ont progressivement remplacé les ARN pour réaliser les activités catalytiques. Des chercheurs de l'Institut de biologie moléculaire des plantes, associés à des chercheurs allemands et autrichiens, ont étudié ce processus en retraçant l'histoire évolutive des RNases P chez les eucaryotes. Cette étude est publiée dans la revue Molecular Biology and Evolution.


Figure: Modèle structural d'une RNase P protéique superposé à un arbre phylogénétique représentant la distribution de ces enzymes chez les eucaryotes.
© CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) - IBMP / Philippe Giegé

La théorie la plus répandue propose que les bases de la vie (La vie est le nom donné :) soient apparues avec un « monde (Le mot monde peut désigner :) à ARN » dans lequel les processus moléculaires étaient catalysés par des enzymes composées d'ARN. Depuis lors, quasiment toutes les enzymes à ARN ont été substituées par des protéines. Une des rares activités enzymatiques encore effectuée par l'ARN aujourd'hui est appelée « RNase P ». Cette activité essentielle est universellement retrouvée dans le monde vivant.

Cependant, un second type d'enzyme (Une enzyme est une molécule (protéine ou ARN dans le cas des ribozymes) permettant d'abaisser l'énergie d'activation d'une réaction et d'accélérer jusqu'à des millions de fois les...) à activité RNase P, uniquement composée de protéine, a été récemment identifiée chez les eucaryotes. Ainsi, la RNase P représente le seul exemple d'activité enzymatique existante aujourd'hui portée à la fois par des ARN ou des protéines.

En collaboration avec des équipes allemande et autrichienne, l'équipe de Philippe Giegé à l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter...) de biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des sciences naturelles et...) moléculaire des plantes, a comparé la distribution et la localisation des RNases P protéiques et à ARN chez l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un...) des eucaryotes. Les résultats ont permis (i) d'identifier de nombreuses nouvelles RNases P à ARN dans des groupes d'espèces non encore explorées et (ii) de déterminer que les RNases P protéiques sont très répandues, étant trouvées dans le noyau et/ou les organites de quatre des cinq super-groupes d'eucaryotes. Les résultats indiquent aussi que la présence des deux types d'enzymes est mutuellement exclusive dans des compartiments cellulaires ou des organismes entiers.

Ce travail a permis de proposer des scénarios pour expliquer la distribution actuelle des RNases P. Ainsi, il contribue à retracer l'histoire évolutive des enzymes. Il devrait aider à comprendre comment la vie est passée du « monde à ARN » primordial au monde actuel dans lequel les activités enzymatiques sont principalement catalysées par des protéines.

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Source: CNRS-INSB