Théories "genetic first" ou "metabolic first" ? La réponse par le formamide.
La détermination de cadres pertinents dans la chimie prébiotique est point très important dans la mise en place des premiers cycles biotiques. Cet article s'inscrit parfaitement dans cette problématique. Les rôles du formamide et du cyanure d'hydrogène dans la synthèse de molécules prébiotiques sont à considérer. L'étude apporte des éléments de preuves sur les associations entre minéraux et formamide dans la formation d'une grande partie des composantes de départ (acides nucléiques ; acides aminés ; sucres ; sucres aminés ou osamines ; et acides carboxyliques). Tous ces paramètres doivent être réglés et présents au même moment et au même endroit pour que les réactions aient lieu. C'est ce qui est traité dans cette analyse.
La différence entre le cyanure d'hydrogène et le formamide réside dans la relation avec les minéraux. En effet, ils permettent de catalyser les réactions faisant intervenir le formamide.
Les argiles retiennent les molécules dans leur espace interfoliaire, et jouent un rôle de protection contre les altérations physico-chimiques. Différents acides aminées et sucres (y compris des osamines) ont ainsi pu être formé dans les argiles.
Les oxydes métalliques sont aussi considérés comme des catalyseurs car ils absorbent les molécules prébiotiques en solution aqueuse. Les monomères sont ainsi plus rapidement polymérisés.
Les silicates et les phosphates sont également capables d'accélérer la synthèse d'acides nucléiques à partir de formamide.
Le formamide est finalement à la fois un produit et un réactif qui intervient dans la polymérisation. Il peut avoir plusieurs origines (notamment extra-terrestre), et peut engendrer la formation de molécules d'ARN.
Cet article est très important dans le sens où il explique en détail les éléments nécessaires à la formation de molécules biotiques. Les auteurs ont mis en avant le formamide comme étant, associé aux minéraux, un élément essentiel dans la compréhension du monde de la chime pré-biotique. Les auteurs sont plus en accord avec l'ARN comme première molécule biotique. D'autres éléments seront nécessaires pendant la suite de cette controverse pour trouver des auteurs en désaccord avec Saladino et al.
Life is made of the intimate interaction of metabolism and genetics, both built around the chemistry of the most common elements of the Universe (hydrogen, oxygen, nitrogen, and carbon). The transmissible interaction of metabolic and genetic cycles results in the hypercycles of organization and de-organization of chemical information, of living and non-living. The origin-of-life quest has long been split into several attitudes exemplified by the aphorisms ‘‘genetics-first’’ or ‘‘metabolism-first’’. Recently, the opposition between these approaches has been solved by more unitary theoretical and experimental frames taking into account energetic, evolutionary, proto-metabolic and environmental aspects. Nevertheless, a unitary and simple chemical frame is still needed that could afford both the precursors of the synthetic pathways eventually leading to RNA and to the key components of the central metabolic cycles, possibly connected with the synthesis of fatty acids. In order to approach the problem of the origin of life it is therefore reasonable to start from the assumption that both metabolism and genetics ad a common origin, shared a common chemical frame, and were embedded under physical–chemical conditions favourable for the onset of both. The singleness of such a prebiotically productive chemical process would partake of Darwinian advantages over more complex fragmentary chemical systems. The prebiotic chemistry of formamide affords in a single and simple physical–chemical frame nucleic bases, acyclonucleosides, nucleotides, biogenic carboxylic acids, sugars, amino sugars, amino acids and condensing agents. Thus, we suggest the possibility that formamide could have jointly provided the main components for the onset of both (pre)genetic and (pre)metabolic processes. As a note of caution, we discuss the fact that these observations only indicate possible solutions at the level of organic substrates, not at the systemic chemical level.
