L’alphabet génétique prébiotique en tant qu’ancêtre darwinien précoce de l’ARN pré-évolutif

On pense que le code génétique basé sur l’ARN joue un rôle central dans l’émergence de la vie en raison de sa double capacité à transmettre des informations et à catalyser. Cependant, il est probable que le code génétique de la petite enfance ne se soit pas limité aux seuls alphabets génétiques canoniques.

Le fait qu’un large répertoire de nucléobases modifiées en biologie existe en tant que «signatures du passé» souligne l’importance des ABC non canoniques, habilement renforcés par des expériences démontrant leur transformation facile en nucléosides et nucléotides.

Tous ces éléments soutiennent fortement un monde pré-ARN, dans lequel les molécules informationnelles sont censées contenir des alphabets génétiques alternatifs. Cependant, la compréhension de la capacité des molécules de pré-ARNm à acquérir une fonction contingente est restée moins diffuse. De plus, les étapes de leur transition vers le monde canonique des ARN n’ont pas été systématiquement étudiées dans le cadre des origines de la vie.

Dans cette étude, nous rapportons la synthèse d’un alphabet génétique prébiotique connexe contenant la base nucléolaire non canonique, l’acide barbiturique. Nous démontrons pour la première fois l’incorporation enzymatique de ce pré-alphabétique plasible (BaTP) dans l’ARN, en utilisant une protéase T7 ARN polymérase.

De près, l’incorporation de cet alphabet génétique dans l’aptamère de bébé épinard n’a pas affecté sa structure secondaire globale, tout en lui permettant également de conserver sa fonction aptamérique. En outre, nous démontrons le transfert fidèle d’informations génomiques à partir de nucléotides de barbitotide préformatés contenant de l’ARN vers l’ADN, en utilisant une ADN polymérase haute fidélité dépendante de l’ARN. Ces résultats indiquent une voie évolutive moléculaire précoce putative pour le code génétique de la vie existante.

Anupam A. Swant, Sneha Tripathi, Sanjeev Jalandi, Sudha Rajamani
feuille complète https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.03.16.532322v1.full.pdfbiorxiv.org

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