Expérience de Miller et Urey dans ce qu'il a consisté, importance et conclusions

Le Expérience Miller et Urey il consiste en la production de molécules organiques en utilisant des molécules inorganiques plus simples comme matière première dans certaines conditions. L'objectif de l'expérience était de recréer les conditions ancestrales de la planète Terre.

L'intention de cette récréation était de vérifier l'origine possible des biomolécules. En effet, la simulation a permis de produire des molécules - telles que des acides aminés et des acides nucléiques - indispensables aux organismes vivants.

Index

• 1 Avant Miller et Urey: perspective historique
• 2 c'était quoi?
• 3 résultats
• 4 importance
• 5 conclusions
• 6 Critique de l'expérience
• 7 références

Avant Miller et Urey: perspective historique

L'explication de l'origine de la vie a toujours été un sujet très controversé et débattu. À la Renaissance, on croyait que la vie venait soudainement et à partir de rien. Cette hypothèse est connue sous le nom de génération spontanée.

Par la suite, la pensée critique des scientifiques a commencé à germer et l'hypothèse a été écartée. Cependant, la question posée au début reste floue.

Dans les années 1920, les scientifiques de l'époque utilisaient l'expression «soupe primordiale» pour décrire un environnement océanique hypothétique dans lequel la vie est probablement née.

Le problème était de proposer une origine logique des biomolécules qui rendent la vie possible (glucides, protéines, lipides et acides nucléiques) à partir de molécules inorganiques.

Déjà dans les années 50, avant les expériences de Miller et Urey, un groupe de scientifiques avait réussi à synthétiser de l'acide formique à partir de dioxyde de carbone. Cette formidable découverte a été publiée dans le prestigieux magazine La science

C'était quoi

En 1952, Stanley Miller et Harold Urey ont conçu un protocole expérimental pour simuler un environnement primitif dans un système ingénieux de tubes de verre et d'électrodes construits par eux-mêmes.

Le système était constitué d'un flacon d'eau, analogue à l'océan primitif. Connecté à cette fiole était un autre avec les composants de l'environnement prébiotique supposé.

Miller et Urey ont utilisé les proportions suivantes pour le recréer: méthane 200 mmHg (CH₄), 100 mmHg d’hydrogène (H₂), 200 mmHg d’ammoniac (NH₃) et 200 ml d'eau (H₂O).

Le système avait également un condenseur, dont la tâche était de refroidir les gaz comme le ferait normalement la pluie. De même, ils ont intégré deux électrodes capables de produire des tensions élevées, dans le but de créer des molécules hautement réactives qui favorisent la formation de molécules complexes.

Ces étincelles ont cherché à simuler les rayons et les éclairs possibles de l’environnement prébiotique. L'appareil se terminait par une partie en forme de "U" qui empêchait la vapeur de circuler dans la direction opposée.

L'expérience a reçu des décharges électriques pendant une semaine, en même temps que l'eau chauffait. Le processus de chauffage simule l'énergie solaire.

Des résultats

Les premiers jours, le mélange de l'expérience était totalement propre. Au fil des jours, le mélange a commencé à prendre une couleur rougeâtre. À la fin de l'expérience, ce liquide a pris une couleur rouge intense presque brune et sa viscosité a nettement augmenté.

L'expérience a atteint son objectif principal et des molécules organiques complexes ont été générées à partir des composants hypothétiques de l'atmosphère primitive (méthane, ammoniac, hydrogène et vapeur d'eau).

Les chercheurs ont pu identifier des traces d'acides aminés, tels que la glycine, l'alanine, l'acide aspartique et l'acide amino-n-butyrique, qui sont les principaux composants des protéines.

Le succès de cette expérience a permis à d'autres chercheurs de continuer à explorer l'origine des molécules organiques. En ajoutant des modifications au protocole de Miller et Urey, les vingt acides aminés connus ont été recréés.

Il était également possible de générer des nucléotides, qui sont les éléments constitutifs fondamentaux du matériel génétique: l'ADN (acide désoxyribonucléique) et l'ARN (acide ribonucléique).

Importance

L'expérience a prouvé expérimentalement l'apparition de molécules organiques et propose un scénario très attractif pour expliquer l'origine possible de la vie.

Cependant, un dilemme inhérent est créé, car la molécule d'ADN est nécessaire à la synthèse des protéines et de l'ARN. Rappelons que le dogme central de la biologie propose que l’ADN soit transcrit en ARN et qu’il est transcrit en protéines (des exceptions à cette prémisse sont connues, comme les rétrovirus).

Alors, comment ces biomolécules se forment-elles à partir de leurs monomères (acides aminés et nucléotides) sans la présence d'ADN?

Heureusement, la découverte des ribozymes a permis de dissiper ce paradoxe apparent. Ces molécules sont des ARN catalytiques. Cela résout le problème car la même molécule peut catalyser et porter des informations génétiques. C'est pourquoi l'hypothèse du monde primitif de l'ARN existe.

Le même ARN peut se répliquer et participer à la formation des protéines.L'ADN pourrait venir secondairement et être choisi comme molécule d'héritage sur l'ARN.

Cela pourrait se produire pour plusieurs raisons, principalement parce que l’ADN est moins réactif et plus stable que l’ARN.

Conclusions

La conclusion principale de ce schéma expérimental peut être résumée par l’énoncé suivant: les molécules organiques complexes pourraient provenir de molécules inorganiques plus simples, si elles sont exposées aux conditions de l’atmosphère primitive supposée telles que les hautes tensions, le rayonnement ultraviolet et les faibles teneur en oxygène.

De plus, des molécules inorganiques ont été trouvées qui sont des candidats idéaux pour la formation de certains acides aminés et nucléotides.

L'expérience nous permet d'observer comment la création des blocs d'organismes vivants aurait pu être effectuée, en supposant que l'environnement primitif se conformait aux conclusions décrites.

Il est très probable que le monde avant l'apparition de la vie comprenait des composants plus nombreux et complexes que ceux utilisés par Miller.

Bien qu'il semble invraisemblable de proposer l'origine de la vie basée sur de telles molécules simples, Miller pourrait le prouver avec une expérience subtile et ingénieuse.

Critiques à l'expérience

Il y a encore des débats et des controverses sur les résultats de cette expérience et sur l'origine des premières cellules.

Actuellement, on pense que les composants utilisés par Miller pour former l'atmosphère primitive ne sont pas conformes à la réalité. Une vision plus moderne donne aux volcans un rôle important et propose que les gaz que ces structures produisent des minéraux.

Un point clé de l'expérience de Miller a également été remis en question. Certains chercheurs pensent que l'atmosphère a peu d'impact sur la création d'organismes vivants.

Références

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