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Est-ce que nous sommes de purs produits de notre matériel génétique ? - Matière et Révolution
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Est-ce que nous sommes de purs produits de notre matériel génétique ?

vendredi 17 février 2012, par Robert Paris

François Jacob dans sa conférence pour l’Université de tous les savoirs :

« On a longtemps pensé que les molécules de différents organismes étaient entièrement différentes. Et même que c’était la nature de leurs molécules qui donnait aux organismes leurs propriétés et particularités. En d’autres termes, que les chèvres avaient des molécules de chèvres et les escargots des molécules d’escargot. Que c’étaient les molécules de chèvre qui donnaient à la chèvre ses particularités. (...) Ce qui distingue un papillon d’un lion ou une poule d’une mouche, c’est moins une différence dans les constituants chimiques que dans l’organisation et la distribution de ces constituants. Par exemple, ce qui rend un vertébré différent d’un autre c’est plus un changement dans le temps d’expression et dans les quantités relatives des produits des gènes au cours du développement de l’embryon que les petites différences observées dans la structure de ces produits. (...) Chez la mouche, qui jouit d’un long passé génétique, ont été mis en évidence les gènes qui assurent, dans l’œuf, la mise en place des axes du futur embryon, puis ceux qui découpent le corps de l’embryon en segments puis ceux qui déterminent le destin et la forme de chacun de ces segments. A la stupéfaction générale, ces mêmes gènes ont été retrouvés chez tous les animaux examinés : coup sur coup grenouille, ver, souris et homme. Qui eut dit, il y a encore quinze ans, que les gènes qui mettent en place le plan d’un être humain sont les mêmes que ceux qui fonctionnent chez une mouche ou un ver ? (...) On voit les changements apportés dans la manière de considérer l’évolution biochimique. Tant que chaque gène, donc chaque protéine, était regardé comme un objet unique, résultat d’une séquence unique de nucléotides ou d’acides aminés, chacun d’eux ne pouvait se former que par une création nouvelle, de toute évidence hautement improbable. (...) Ce qui distingue un papillon d’un lion, une poule d’une mouche, c’est moins une différence dans les constituants chimiques que dans l’organisation et la distribution de ces constituants. Ce qui les rend différents c’est plus un changement dans le temps d’expression et dans la quantité relative des différents produits des gènes au cours du développement de l’embryon que les petites différences observées dans la structure de ces produits. »

Henri Atlan dans « La fin du tout-génétique » :

« Apparaissent des processus d’auto-organisation de la matière (...) que Prigogine et Nicolis adaptaient à la thermodynamique en les rebaptisant ’’ordre par fluctuations’’. ( ..) Les erreurs aboutissent à une protéine dont la structure n’est pas une reproduction à l’identique de l’ADN (...) source de l’augmentation progressive de la diversité et de la complexité des êtres vivants. (...) La création par le bruit de complexité fonctionnelle – c’est-à-dire signifiante – fonctionne à la façon d’une double négation. (...) L’effet du bruit est une dimension de l’information portée par la protéine, par rapport à ce qu’elle aurait été si la transmission avait été exacte, c’est-à-dire si la protéine correspondait rigoureusement à l’ADN. (...) Les gènes du développement, gènes dont les mutations produisent des catastrophes globales au niveau du développement embryonnaire. (...) Il existe des exemple non biologiques d’organisation par le bruit. Ils sont fournis par des systèmes physiques qui sont décrits par des systèmes dynamiques (...) comportant plusieurs minima locaux. Un tel système peut, à un moment, se « coincer » dans un de ces minima ; mais s’il existe une quantité optimum de bruit, en l’occurrence de température, cette agitation empêche le système de rester durablement dans cet état, elle lui permet d’en sortir et d’aller vers un autre minimum. (...) Ce modèle est utilisé par des physiciens. »

Lire d’autres extraits de cet ouvrage d’Atlan

Une autre lecture d’Henri Atlan

Est-ce que nous sommes de purs produits de notre matériel génétique ?

Bien des gens, y compris bien des scientifiques ou journalistes scientifiques, croient que nous sommes entièrement déterminés par notre matériel génétique, et même seulement par le contenu de notre ADN. Certains s’imaginent même que notre intelligence, notre caractère, notre mentalité, notre comportement et nos maladies en seraient entièrement dépendants. C’est faux ! D’où vient qu’une aussi grande erreur soit aussi diffusée. En grande partie, cela provient de l’intérêt des laboratoires pharmaceutiques de diffuser cette contrevérité. Le séquençage du génome humain est très loin d’ouvrir toutes grandes les portes de la connaissance sur les êtres humains. La connaissance de la succession des gènes ne permet pas de savoir quand et comment ils vont être activés ou inhibés et quel en sera le résultat car il dépend d’abord et avant tout de l’environnement. Ce serait bien de connaitre l’ADN. Non seulement la succession de ses lettres mais la signification de ce langage et notamment son origine (on ne les connait pas). Mais l’ADN n’est que l’une des molécules de la vie et non la seule ou la principale. Tout miser dans la recherche sur l’ADN, c’est certainement se tromper de cible.

L’exemple qui suit montre que des bêtises sur ces questions peuvent d’introduire subrepticement dans les meilleures revues de sciences !!

Dans le numéro de juillet-août de La Recherche, Gregory Stock, directeur du programme de médecine, technologie et société à la faculté de santé publique de UCLA, écrit :

"Les gènes ouvrent une fenêtre sur nous-mêmes et la plupart des caractéristiques individuelles que nous considérons comme cruciales (notre caractère, notre goût du risque plus ou moins prononcé, certains aspects de notre personnalité, nos capacités intellectuelles), et voilà que nous voudrions refermer cette fenêtre ! Mais d’ici cinq à quinze ans, la génomique mettra à la disposition du grand public des tests génétiques bon marché et fiables, et les informations obtenues pourront se révéler extrêmement stimulantes pour nous, en tant qu’individus ou à l’échelle de la société."

Et cela continue ainsi :

"Notre idée du « politiquement correct » souffrira aussi des résultats des tests génétiques à grande échelle, qui mettront en évidence les nombreuses différences entre les individus et les populations. Les fameux 99,9 % de similitude de nos génomes nous intéressent bien moins. Nous nous attachons avant tout à percevoir les différences les plus subtiles lorsque nous recherchons un conjoint, un employé, ou lorsque nous jugeons les autres. Or, nous devrons convenir que ces différences ont souvent des fondements biologiques."

Et l’article cite un livre de l’auteur intitulé : "Redesigning Humans : Choosing our Genes, Changing our Future". (Redessiner les êtres humains, changer nos gènes, changer notre futur)

Contrairement à l’idée répandue selon laquelle nous sommes programmés par notre code génétique, des scientifiques ont montré que celui-ci est en réalité un stock de données qui peuvent être activées ou non selon nos conditions de vie (nutritionnelles et psychiques). La science de l’épigénétique a montré que cette activation était due à des modifications chimiques réversibles du gène. Chacun de nous est donc dans un état épigénétique qui lui est propre et qui se modifie avec l’âge. Dans certaines circonstances, cet état est transmissible à la descendance, et cela bouleverse les idées figées des scientifiques sur l’évolution des espèces par la sélection naturelle.

Ce qui change, d’une espèce à l’autre, ce n’est pas seulement l’existence de telle ou telle constituant qui forme le gène, c’est l’activation ou l’inhibition des gènes. C’est l’ordre de leurs interventions et leurs interactions plutôt que le seul contenu biochimique de l’ADN. La génétique est caractérisée par une organisation des réactions en chaîne, une dynamique des interactions protéines/ADN. Chaque espèce est liée à un enchaînement particulier, un espèce de cycle des interactions des gènes. La structure qui régule l’ordre des interactions peut changer brutalement. Lorsqu’il s’agit de changement touchant des gènes dits homéotiques, cela mène au changement d’espèce. Certains de ces gènes pilotent les plans d’organisation. Une modification de leur ordre d’intervention peut produire des transformations considérables du développement du corps. On peut ainsi interpréter les sauts de l’évolution du vivant qu’il est légitime d’appeler de véritables révolutions. Qu’il s’agisse de l’apparition d’un nouvel organe, d’un nouveau fonctionnement collectif des organes, d’une nouvelle structure du corps, d’un nouveau mode de déplacement ou d’un nouveau mode de reproduction, on parle toujours d’évolution des espèces alors que le terme serait plutôt de révolution des espèces.

D’autres observations nous démontrent que l’ADN et les gènes ne sont pas des assemblages constitués de façon fixe et définitive. L’ADN se recompose en partie lorsque certains fragments (les transposons) changent de place. La plasticité des cellules nerveuses est un autre exemple qui montre combien nos cellules ne sont pas constituées une fois pour toutes, mais possèdent la capacité étonnante de s’adapter au changement et d’inventer de nouvelles formes.

La manière dont on conçoit les modifications génétiques a considérablement changé. On croyait l’ADN fixé d’avance ce qui signifiait que l’individu était prédéterminé au sein d’une espèce, indépendamment du fonctionnement individuel de son développement embryonnaire. On sait maintenant que ce qui compte n’est pas seulement le contenu biochimique d’une portion de l’ADN, mais surtout le processus qui enclenche l’expression des gènes. L’ADN a un fonctionnement très souple, capable de nombreuses modifications. Ces souplesses proviennent à la fois de ces gènes qui peuvent être activés ou inhibés et aussi de bouts de l’ADN qui ne sont pas des gènes, mais sont introduits au sein du code génétique de manière répétitive et sont capables, en se déplaçant au sein du message, d’entraîner des variations possibles des ordres et des protéines produites, ce qui modifie la régularité et la fonctionnalité des gènes. Avec le même ADN, on peut avoir des changements radicaux si des segments du message ne sont activées que par moment ou sont inhibées. Cela change la vision des changements possibles car on ne croyait possibles et viables que de toutes petites mutations du capital génétique.

Rappelons l’apport important du généticien François Jacob avec les premières découvertes sur le mode d’organisation des gènes entre eux par des rétroactions, avec la notion de gène régulateur (répresseur ou activateur). Il avance l’idée d’une cybernétique spontanée du matériel génétique et celle du bricolage de l’évolution opposée à celle, conventionnelle, du progrès évolutif par adaptation. C’est une véritable révolution conceptuelle qu’il a pressentie. Ces idées sont reprises aujourd’hui. Cette fois elles ne se fondent pas seulement sur des études en paléontologie, mais sur des découvertes très importantes en génétique, en particulier sur les cellules embryonnaires et sur le mode de fonctionnement des gènes du développement.

C’est grâce aux travaux d’Edward Lewis, puis plus récemment de Walter Ghering que l’on a pu étudier le fonctionnement des gènes homéotiques, ces gènes qui pilotent le développement, c’est-à-dire la formation d’un organisme, de la première cellule à l’embryon, puis du foetus à l’être formé. Les changements d’espèces correspondants à des modifications du rythme des phases de croissance, ou hétérochromies, sont dus à des mutations sur ces gènes homéotiques. Une des découvertes fondamentales de ces chercheurs est celle des gènes de régulation, qui pilotent des milliers de gènes et contrôlent du coup tout le fonctionnement de l’être vivant. C’est un point fondamental pour la question de l’évolution, car ces gènes ne pilotent pas simplement un caractère ou un organe mais une quantité de caractères. Ils pilotent de manière organisée un grand nombre de gènes de structure. Un changement sur un gène de régulation peut entraîner une modification d’ensemble de l’être vivant. On peut parler là de révolution génétique, par opposition à la thèse de l’évolution génétique graduelle, selon laquelle les sauts à grande échelle seraient une somme de changements à petite échelle. Cela apporte de l’eau au moulin de la thèse de Gould selon laquelle, je le cite : « la spéciation se ferait en quelques centaines ou milliers d’années soit une microseconde en temps géologiques » (thèse qu’il expose notamment dans son ouvrage « Darwin ou les grandes énigmes de la vie »). Gould a ainsi dissocié l’évolution au sein de l’espèce fondée sur des micromutations et l’évolution passant d’une espèce à une autre qui est une macromutation appelée spéciation et qui est une discontinuité. La spéciation serait en effet fondée sur un saut du fonctionnement génétique concernant à la fois des centaines ou des milliers de gènes dont le fonctionnement serait perturbé par un ou deux remaniements des gènes de régulation. Il faut également citer un travail très récent, celui de Suzanne Rutherford et Susan Lindquist, qui a permis de comprendre comment le milieu pouvait entraîner des explosions de biodiversité.

Dans sa conférence inaugurale de l’ « Université de tous les savoirs » organisée à l’occasion de l’entrée dans l’an 2000, François Jacob déclarait : « une surprise a été de découvrir à quel point les molécules sont conservées au cours de l’évolution. Pas seulement les protéines de structure comme les hémoglobines, pas seulement les enzymes comme la pepsine mais aussi les protéines de régulation qui dirigent par exemple le développement de l’embryon et déterminent la forme de l’animal. » Toutes les espèces vivantes, aussi apparemment diverses dans leur morphologie, leur fonctionnement et leur mode de vie, ont la même origine et ne sont que des produits de divers changements d’une même forme d’organisation de la matière, la vie.

Toutes les structures biochimiques de base sont presque les mêmes pour les êtres vivants, tout juste bricolées différemment et ce qui est justement une modification du mode d’organisation. Comme le disait François Jacob dans sa conférence : « ce qui distingue un papillon d’un lion, une poule d’une mouche, c’est moins une différence dans les constituants chimiques que dans l’organisation et la distribution de ces constituants. Ce qui les rend différents c’est plus un changement dans le temps d’expression et dans la quantité relative des différents produits des gènes au cours du développement de l’embryon que les petites différences observées dans la structure de ces produits. » Puisque chimiquement les constituants de la génétique sont très proches d’une espèce à une autre et sont interchangeables, d’où vient donc la prodigieuse diversité morphologique et physiologique du vivant ? Si l’animal qui vole a des ailes, ce n’est pas parce qu’il a des gènes d’aile alors que nous aurions des gènes de patte. La raison en est simple : ces gènes sont les mêmes.

Le caractère historique de la vie sera donc à chercher ailleurs, dans le type de dynamique du vivant. On va désormais chercher cette différenciation plutôt dans le fonctionnement des gènes entre eux que dans le déchiffrage du génome, et c’est là un changement considérable de perspective. Ce qui fait de nous un mammifère plutôt qu’un insecte ne serait pas tant des différences de matériel génétique que des différences de structuration, c’est-à-dire d’ordre des interconnexions des réactions biochimiques de ces gènes. Dans le processus vivant, il y a en effet une multitude de rétroactions des gènes entre eux. On appelle rétroaction, des réactions successives où les produits de la réaction relancent celle-ci ou, au contraire, la bloquent. C’est ce phénomène de boucle de rétroaction qui détermine à quel moment dans l’ensemble du processus le gène entrera en action, pendant combien de temps et quel gène il activera ou inhibera ensuite. Ce qui compte pour l’action du gène n’est pas seulement son contenu biochimique mais son expression, c’est-à-dire s’il est activé ou inhibé par la rétroaction d’autres gènes. Et c’est aussi quel gène il active ou inhibe lui aussi. Le gène ne peut plus être considéré isolément mais comme un élément d’une structure. C’est l’environnement qui dit à un gène quand il doit commencer à produire des protéines et quand il doit s’arrêter. Ce sont des rétroactions entre gènes, via les protéines, qui transmettent l’information.

Les protéines ne sont pas simplement des produits passifs des gènes ; elles ont une capacité enzymatique, c’est-à-dire qu’elles sont indispensables à l’accélération de certaines réactions biochimiques précises. Les gènes n’agissent pas indépendamment, mais de concert avec des gènes maîtres ; on devrait dire des gènes chefs d’orchestre. Mais c’est un curieux concert puisqu’ils ne connaissent pas la symphonie. Ils n’ont pas la partition et même, on peut dire que celle-ci n’est pas écrite par avance. Chaque gène joue un bout musical mais c’est sur place qu’il apprend à quel moment il entre en action. C’est son voisin qui lui dit : « à toi de jouer ». Le moment n’est pas fixe et dépend du désordre des messages entre molécules. La signification de l’action du gène est elle-même définie par les autres gènes en action et pas par un gène seul. La manière de jouer n’est donc jamais entièrement identique et pourtant ça marche car cela s’ordonne par interaction. C’est au niveau de l’organisation des séries de réactions biochimiques, de leur ordre et de leur rythme, que l’on a été amenés à appeler horloge biochimique, que résiderait la différence essentielle entre les espèces. Et ce ne serait pas un ordre figé, une horloge périodique, mais un ordre émergent dont le cycle est produit à chaque fois par la synchronisation des rythmes issus des réactions biochimiques. C’est un ordre fondé sur le désordre parce que les manières qu’ont les molécules d’entrer en contact puis de se séparer sont multiples et aléatoires. C’est l’organisation collective spontanée des messages chimiques des cellules entre elles, aussi bien que des rétroactions des gènes entre eux, qui détermine le fonctionnement d’un être vivant.

Puisque chimiquement les constituants de la génétique sont très proches d’une espèce à une autre et sont interchangeables, d’où vient donc la prodigieuse diversité morphologique et physiologique du vivant ? Si l’animal qui vole a des ailes, ce n’est pas parce qu’il a des gènes d’aile alors que nous aurions des gènes de patte. La raison en est simple : ces gènes sont les mêmes. Le caractère historique de la vie sera donc à chercher ailleurs, dans le type de dynamique du vivant. On va désormais chercher cette différenciation plutôt dans le fonctionnement des gènes entre eux que dans le déchiffrage du génome, et c’est là un changement considérable de perspective. Ce qui fait de nous un mammifère plutôt qu’un insecte ne serait pas tant des différences de matériel génétique que des différences de structuration, c’est-à-dire d’ordre des interconnexions des réactions biochimiques de ces gènes. Dans le processus vivant, il y a en effet une multitude de rétroactions des gènes entre eux. On appelle rétroaction, des réactions successives où les produits de la réaction relancent celle-ci ou, au contraire, la bloquent. C’est ce phénomène de boucle de rétroaction qui détermine à quel moment dans l’ensemble du processus le gène entrera en action, pendant combien de temps et quel gène il activera ou inhibera ensuite. Ce qui compte pour l’action du gène n’est pas seulement son contenu biochimique mais son expression, c’est-à-dire s’il est activé ou inhibé par la rétroaction d’autres gènes. Et c’est aussi quel gène il active ou inhibe lui aussi. Le gène ne peut plus être considéré isolément mais comme un élément d’une structure. C’est l’environnement qui dit à un gène quand il doit commencer à produire des protéines et quand il doit s’arrêter. Ce sont des rétroactions entre gènes, via les protéines, qui transmettent l’information. Les protéines ne sont pas simplement des produits passifs des gènes ; elles ont une capacité enzymatique, c’est-à-dire qu’elles sont indispensables à l’accélération de certaines réactions biochimiques précises. Les gènes n’agissent pas indépendamment, mais de concert avec des gènes maîtres ; on devrait dire des gènes chefs d’orchestre. Mais c’est un curieux concert puisqu’ils ne connaissent pas la symphonie. Ils n’ont pas la partition et même, on peut dire que celle-ci n’est pas écrite par avance. Chaque gène joue un bout musical mais c’est sur place qu’il apprend à quel moment il entre en action. C’est son voisin qui lui dit : « à toi de jouer ». Le moment n’est pas fixe et dépend du désordre des messages entre molécules. La signification de l’action du gène est elle-même définie par les autres gènes en action et pas par un gène seul. La manière de jouer n’est donc jamais entièrement identique et pourtant ça marche car cela s’ordonne par interaction. C’est au niveau de l’organisation des séries de réactions biochimiques, de leur ordre et de leur rythme, que l’on a été amenés à appeler horloge biochimique, que résiderait la différence essentielle entre les espèces. Et ce ne serait pas un ordre figé, une horloge périodique, mais un ordre émergent dont le cycle est produit à chaque fois par la synchronisation des rythmes issus des réactions biochimiques. C’est un ordre fondé sur le désordre parce que les manières qu’ont les molécules d’entrer en contact puis de se séparer sont multiples et aléatoires. C’est l’organisation collective spontanée des messages chimiques des cellules entre elles, aussi bien que des rétroactions des gènes entre eux, qui détermine le fonctionnement d’un être vivant. La fabrication d’un individu fonctionne selon le même type de cybernétique des relations biochimiques, mais réalisée au niveau de l’embryon. Elle détermine le type d’individu qui va être produit. Cela signifie que le contenu biochimique du même ADN permet de produire d’autres êtres vivants, à condition de changer la succession des gènes activés, la durée et le moment où ils sont stimulés. Il y a un organigramme des cycles d’interactions des gènes mais cette organisation n’est pas acquise définitivement : elle se construit à chaque fois spontanément sur la base de contacts moléculaires aléatoires.

La fabrication d’un individu fonctionne selon le même type de cybernétique des relations biochimiques, mais réalisée au niveau de l’embryon. Elle détermine le type d’individu qui va être produit. Cela signifie que le contenu biochimique du même ADN permet de produire d’autres êtres vivants, à condition de changer la succession des gènes activés, la durée et le moment où ils sont stimulés. Il y a un organigramme des cycles d’interactions des gènes mais cette organisation n’est pas acquise définitivement : elle se construit à chaque fois spontanément sur la base de contacts moléculaires aléatoires. Si elle donne à peu près le même résultat à chaque fois, c’est que des processus sont là pour guider et contraindre ce hasard. Mais pourquoi parler de hasard dans le fonctionnement génétique ? Il semble pourtant que l’ADN ne doive rien au hasard et que, sauf erreur, il se copie identiquement dans le messager (l’ARNm) et détermine ainsi exactement le produit. Les gènes sont en effet alignés sur le filament d’ADN et leur action se produit dans l’ordre chronologique correspondant à l’ordre où ils se présentent sur le filament. En fait, le mécanisme est différent. Et d’abord, les gènes qui figurent sur le filament n’interviennent pas nécessairement car, pour être actifs, ils doivent être activés par d’autres gènes précédents. Ils ne décident pas eux-mêmes ni de leur mise en activité, ni de son intensité ni de son moment de déclenchement, ni de sa fin. D’autre part, les segments d’ADN ne sont pas en majorité des gènes, c’est-à-dire des producteurs de protéines.

La plupart des segments de l’ADN ont d’autres rôles et notamment celui d’activer et de désactiver ces gènes. Cela est très important puisque sinon un gène ne commencerait pas à produire les protéines spécifiques qu’il est censé produire mais aussi qu’une fois activé, il ne s’arrêterait pas d’en produire. Ce sont les protéines produites par le gène ou d’autres gènes qui vont envoyer ces messages de début et de fin au gène. Et, sans la rétroaction de ces protéines, l’ADN serait incapable d’orienter son propre fonctionnement. C’est comme un livre qui n’existerait que s’il est lu et qui s’écrirait au fur et à mesure qu’il est lu, en fonction du lecteur. Or quand on lit une page, on sait que l’œil ne se contente pas de suivre les mots ligne après ligne, mais saute puis revient d’avant en arrière. La lecture de l’ADN n’est pas non plus un phénomène linéaire. Les interactions des gènes passent par une cascade de réactions biochimiques fondées sur les protéines et qui se produisent en grande partie au hasard. Ce n’est pas un programme écrit mais un processus. C’est une histoire dans laquelle le chemin est toujours différent, même si des contraintes permettent que le résultat soit semblable le plus souvent. Il existe des processus servant à éliminer des produits inadéquats qui sont continuellement formés, et pas seulement de manière accidentelle. Cette similitude du résultat, c’est-à-dire de l’individu au sein de l’espèce, ne doit pas laisser croire qu’il s’agit d’un simple mécanisme de copie comme le laisse entendre le terme de reproduction. La vie n’est pas un mécanisme de photocopie.

La diversité du processus par lequel a lieu la reproduction provient de la manière aléatoire dont les protéines se plient et se replient. En effet, la forme qu’elles prennent dans l’espace détermine les molécules auxquelles elles peuvent se lier. Cette thèse consiste donc à dire que la vie est un processus d’agitation qui n’est jamais stabilisé mais qui est fréquemment canalisé par des contraintes de fonctionnement. Le code génétique ne se comporte pas comme une partition musicale, comme un programme génétique qu’il suffit d’appliquer, du type programme informatique. Ou alors ce serait comme une partition avec des bifurcations possibles à chaque groupe de notes dans laquelle on pourrait d’un seul coup passer d’un morceau de Beethoven à du Ravel ou à du Bach ! En fait, contrairement à ce que l’on pensait, l’ADN n’est pas un pilote qui sait d’avance où il va, ni un chef d’orchestre qui décide au coup par coup. Il n’y a aucun pilotage finaliste c’est-à-dire aucune action en vue d’un but à atteindre fixé. C’est la succession des réactions au hasard qui s’auto-organise. Ce qui amène ce hasard à s’organiser de lui-même, c’est principalement la capacité spontanée des protéines à reconnaître spécifiquement les molécules sur lesquelles elles peuvent se fixer. La fixation est lâche, rapidement dénouée et la protéine peut ainsi changer très vite de contacts, de forme et d’orientation. Le lien est fondé sur la proximité de surface des molécules en trois dimensions.

C’est également un contact volumique dans une zone bien précise (de type clef/serrure), qui permet à une enzyme de catalyser la réaction, c’est-à-dire d’en réguler la vitesse. Les différences de vitesse de réaction sont déterminantes car elles règlent l’ensemble de l’évolution temporelle. Le rôle enzymatique des protéines est donc déterminant. Les contacts entre protéines et gènes se font par des liaisons non-covalentes c’est-à-dire peu coûteuses en énergie, par rapport à des réactions chimiques classiques, dites covalentes parce qu’elles nécessitent la mise en commun d’électrons de la couche extérieure de l’atome ou électrons de valence. Les liaisons qui interviennent en biochimie sont lâches et capables de se dénouer à grande vitesse et facilement. Ce ballet des protéines permet au fonctionnement de la vie d’être efficace, précis et rapide. C’est de l’épigénétique plus que de la génétique, car la reconnaissance des formes et les contacts de surface sont plus importants que les substrats chimiques. C’est donc le fonctionnement génétique d’ensemble plus que la composition chimique des gènes, qui changerait d’une espèce à une autre. Du coup, le passage apparemment infranchissable entre les espèces ne le serait plus, puisque c’est presque à partir du même matériel biochimique que l’on passerait d’un animal à un autre.

Il suffit qu’un phénomène brutal fasse sauter le verrou qui empêche la diversité de s’exprimer. Si l’évolution est un changement de l’ordre hiérarchique de l’action des gènes au moment de la fabrication de l’individu, il suffit d’un ou deux changements sur un gène régulateur du développement pour causer une modification morphologique radicale. En effet, un gène régulateur pilote une quantité d’autres gènes et du coup peut produire des modifications d’espèces. En temps normal, cette variation ne se produit pas car elle est inhibée par des protéines de protection. C’est seulement en cas de choc que ce garde-fou est levé, ouvrant la voie à de multiples variations possibles de l’expression des gènes. En somme, je suis en train de vous dire qu’un ou deux petits changements d’horloge de la fabrication d’un singe suffisent à produire un homme. C’est effectivement un choc pour nous qui nous croyons toujours si différents, si supérieurs bien sûr !

L’apparente fixité de l’espèce ne serait qu’un gel des potentialités. La diversité qui existerait toujours au sein du matériel génétique serait seulement gelée momentanément et susceptible d’être réveillée par un réchauffement suffisamment brutal. Ce parallèle avec le processus de gel/réchauffement de l’eau, du passage de l’état solide à l’état liquide n’est pas fait par hasard car il s’agit là aussi d’un saut qualitatif. Une bouffée de biodiversité serait un processus du même type que le changement d’état de la matière inerte, un phénomène critique avec seuil et saut d’un état à un autre. On connaît bien ce type de situations dans lesquelles une petite perturbation peut entraîner un changement d’ordre et qui, pourtant, peuvent perdurer très longtemps pour peu que le processus maintienne les conditions juste en dessous de ce seuil critique.

La dialectique hasard/nécessité du vivant serait du même type que la transformation gaz/liquide ou liquide/solide ou encore aimantation/désaimantation. Ce serait un phénomène du type transition désordre/ordre, ou chaos/antichaos pour reprendre le terme de Stuart Kauffman. Dans de tels phénomènes que l’on appelle critiques, une petite modification d’un facteur peut suffire à entraîner un saut brutal de l’évolution. Cela est dû au fait que lorsque l’on s’approche d’un seuil critique, toutes les échelles où se produit le phénomène interagissent et causent un saut qualitatif, une modification de structure à grande échelle. Cependant les structures de la vie se maintiennent malgré les fluctuations du milieu intérieur et extérieur. On a montré en effet que, dans les phénomènes critiques, la rapidité de la transmission de l’information est le critère de la conservation des structures. Une structure peut être durable si elle est capable de se transformer pour s’adapter à l’agitation de l’environnement. Cela explique que le fonctionnement obéisse fréquemment à des structures fractales qui sont très rapides en termes de communication de l’information. Je rappelle qu’une fractale est une structure qui existe à plusieurs échelles et qui est similaire aux divers niveaux où on la rencontre. On la trouve souvent dans la nature car c’est la structure qui réalise la plus grande surface dans un volume fixé.

Cette remarque peut se généraliser en disant que c’est la structure qui permet de satisfaire une contrainte à une échelle, et le maximum de souplesse à une autre. La formation de telles structures est donc favorisée spontanément sans qu’il soit nécessaire d’en indiquer la commande et la forme par avance. Ces structures maintiennent leur forme globale jusqu’à ce que les fluctuations franchissent un seuil où le changement a lieu brutalement. L’auto-organisation signifie que le chaos est capable d’augmenter de niveau de structuration, en fondant des groupes et des associations ou des groupes de groupes et ainsi de suite et cela spontanément, c’est-à-dire sans action extérieure. Des processus au hasard s’ordonnent d’eux-mêmes, se hiérarchisent, constituent des organigrammes stables ou, du moins, durables. Des fonctions nouvelles, des organes nouveaux peuvent apparaître, des êtres vivants peuvent coopérer, s’associer, créer des co-évolutions, sans qu’il y ait besoin d’un donneur d’ordre ni d’une finalité qui pousse et oriente cette évolution. La coopération touche tous les niveaux du vivant depuis les coopérations entre espèces jusqu’aux coopérations entre cellules. Ainsi la formation de la cellule eucaryote avec un noyau cellulaire est issue de la coopération entre deux cellules, de même que la formation des mitochondries et des chloroplastes qui sont des organes spécialisés de la cellule ont été le produit de l’introduction d’êtres vivants au sein de celle-ci. Inversement, la spécialisation est également un mécanisme interne du vivant. C’est une vision très différente de celle qui était diffusée encore récemment. Le réductionnisme génétique précédent considérait que les gènes nous déterminent complètement, au point que certains courants poussant jusqu’au bout la thèse des néo-darwiniens, comme la sociobiologie, ont été jusqu’à chercher dans les gènes l’explication des phénomènes sociaux et y ont trouvé une justification du racisme ou de l’inégalité sociale. Ils se sont servis des notions de « lutte pour la vie » et de « maintien des plus aptes », de celle de progrès de l’évolution, pour expliquer que les plus pauvres sont les moins aptes et les racistes pour prétendre que l’homme noir serait plus proche du primate alors que l’homme blanc serait l’aboutissement de l’évolution !

L’exemple des jumeaux identiques génétiquement

La modification de l’état des gènes a été mise en évidence dans plusieurs types d’expériences effectuées par des équipes médicales et biologiques du monde entier. Par exemple, on a étudié des jumeaux génétiquement identiques qui présentent néanmoins des différences de santé (voir Futura-Science, et Epigénôme). Au fur et à mesure qu’ils grandissent et se développent, ils vivent des expériences différentes, sont confrontés à un environnement physique et psychologique différent, et leur apparence change. Comment se peut-il que l’un soit en bonne santé et l’autre affecté d’un cancer par exemple ? Cela s’explique par un mécanisme épigénétique dû aux conditions de vie. Le gène protecteur contre le cancer (nommé ainsi selon la vision des biologistes) a été désactivé chez l’un et pas chez l’autre. S’ils sont identiques génétiquement, ils ne le sont pas épigénétiquement.

Selon le Dr. Mae-Wan Ho (Les régimes alimentaires influencent l’expression des gènes), la plupart des généticiens concentrent toujours leurs efforts sur des séquences génétiques pour découvrir quelles sont les variantes de certains gènes qui seraient associées à telle ou telle maladie. Mais il y a de bonnes raisons de penser que ce soit une grossière erreur. Le Dr. Thomas Insel, Directeur de l’Institut national de la santé mentale, a remarqué que ces effets épigénétiques pourraient s’avérer être beaucoup plus importants que les séquences des gènes sur lesquels la plupart des généticiens sont encore focalisés. Le Dr. Arturas Petonis, un professeur de psychiatrie au Centre pour l’addiction et la santé mentale à l’Université de Toronto, croit également que l’épigénétique peut détenir la réponse concernant beaucoup de mystères qui sont déroutants pour la génétique classique : pourquoi un jumeau identique développe-t-il la schizophrénie et pas l’autre ? Pourquoi certains gènes de maladie affectent-ils certains beaucoup plus que d’autres ? Pourquoi des maladies comme l’autisme se rencontrent-elles toujours plus fréquemment chez les garçons que chez les filles ?

L’illusion du tout génétique

La formidable découverte de l’existence du code génétique inscrit dans l’ADN et le décodage de son langage a popularisé l’idée que le fonctionnement du corps est programmé. Comme si nous avions un ordinateur dans nos cellules, qui déterminerait la fabrication de nos cellules et hormones, déclencherait nos maladies, et pourquoi pas, programmerait nos sentiments et nos pensées. Selon cette vision, nous ne serions pas responsables de notre vie puisqu’elle serait déterminée génétiquement, indépendamment de notre volonté. Nous ne serions là que pour subir notre destinée biologique sans possibilité de la changer.

Or cette représentation est fausse. Le code génétique constitue seulement un stock d’informations et une potentialité. Un gène peut être activé ou désactivé. La mise en œuvre de l’instruction portée par un gène (les biologistes emploient le terme d’expression du gène) se déclenche seulement si elle en reçoit l’ordre et si on lui en fournit l’énergie. Si l’on reprend l’image de l’ordinateur dans notre corps, le code génétique est un ensemble de programmes ou d’outils qui peuvent être utilisés ou non, selon les circonstances et les besoins.

L’idée couramment répandue qu’il existerait des gènes pour les principales caractéristiques structurales et fonctionnelles d’un être vivant est erronée. Tout ce que disent les très nombreuses expériences des généticiens, c’est simplement que la modification de gènes particuliers peut avoir des conséquences précises sur ces différentes caractéristiques. Les gènes ne sont qu’une mémoire, qui permet de fabriquer les composants essentiels du vivant que sont les protéines. Michel MORANGE, biologiste moléculaire, La part des gènes, 1998

Le séquençage récent du génôme humain a révélé que le nombre de gènes est relativement restreint, moins de 30’000, pas plus qu’une plante ! C’est bien peu pour expliquer la complexité de fonctionnement du corps. Il faut donc s’attendre à ce que d’autres mécanismes interviennent pour créer la diversité d’apparence, de comportement et d’expression des individus.

La société américaine connait un formidable engouement pour les gènes et les interprétations biologiques des comportements. Les références aux traits génétiques abondent dans les feuilletons, les téléfilms, les films, la presse, les magazines féminins,... ou dans le discours politique... Ce fantasme de la toute puissance du gène n’a guère cours qu’au sein d’une minorité de chercheurs, mais leur discours est souvent entendu par les politiques et relayé sous forme de lieux communs par les médias et les propos de café. Ils font aussitôt la une des journaux mais leur réfutation est plus discrète, voire sans incidence sur ces mêmes médias. David LE BRETON Professeur de sociologie, Université de Strasbourg

Ce cadre de pensée [du déterminisme génétique] a dominé les trente dernières années et a culminé avec le projet Génome humain. Il suffirait de déchiffrer ce « programme » pour comprendre la totalité de la nature d’un organisme. Mais l’idée que « tout est génétique » commence à être sérieusement ébranlée. On sait maintenant que n’importe quel ADN peut être lu et interprété par n’importe quelle cellule, ce qui ramène l’ADN à de simples données interprétables par des « machines cellulaires » très différentes. L’important, c’est l’environnement cellulaire plus que l’ADN. Maurice PORCHET, Professeur de biologie, Université des Sciences et Technologies de Lille. D’après : La fin du « tout génétique », vers de nouveaux paradigmes en biologie, Henri ATLAN, INRA, Paris, 1999

Si les organismes étaient entièrement programmés par le code génétique de l’ADN, alors tous les organismes possédant le même ADN et le même code (plantes issues de graines semblables, clones, jumeaux), toutes les cellules possédant le même ADN et le même code (celles qui appartiennent au même organisme) devraient se développer et se comporter de manière strictement identique. Or quelques observations toutes simples nous convaincront que des codes génétiques identiques peuvent s’exprimer et donner lieu à des manifestations variées selon l’environnement de l’organisme.

Des observations immédiates sur les plantes illustrent le fait que les graines issues d’une plante donnée, donc possédant le même code génétique, produisent des plantes d’aspect bien différent selon le terrain où elles sont semées, selon la façon dont on les a nourries et soignées. Certaines plantes bien nourries sont resplendissantes et d’autres qui manquent d’eau sont rabougries. Un exemple extrême (et regrettable) est la technique du bonsaï, par laquelle on obtient un arbre nain en le privant de sa nourriture normale. De même, tous les êtres vivants, tous les êtres humains dépendent de leur nourriture et de leur environnement pour se développer et s’épanouir.

La croissance d’un organisme dépend donc à la fois du code génétique et de sa mise en œuvre par des facteurs environnementaux adéquats (eau, nourriture, soins, etc.).

On peut comparer les instructions génétiques au plan d’un architecte. Celui-ci reste abstrait tant que les ouvriers ne sont pas présents et opérationnels, qu’ils ne disposent pas des outils et des matériaux nécessaires, et qu’ils ne lisent pas les instructions du plan. Dans le domaine biologique, le plan comporte de nombreuses options car il prévoit diverses circonstances en fonction du terrain et des matériaux. Donc, selon les matériaux, selon l’ardeur des ouvriers et selon le terrain, le bâtiment sera construit d’une façon ou d’une autre.

Mais qui sont les ouvriers et les matériaux ? Les matériaux sont les molécules nécessaires à l’édification et au fonctionnement du corps. Elles sont parfois bien approvisionnées, parfois manquantes ou rares si la nutrition ou le métabolisme ne sont pas corrects. Les ouvriers sont un groupe de protéines qui sont produites spécialement pour actionner ces molécules-matériaux selon les instructions du code génétique.

Même au sein de la génétique, il y a l’épigénétique

L’épigénétique est le domaine qui étudie comment l’environnement et l’histoire individuelle influent sur l’expression des gènes, et plus précisément l’ensemble des modifications transmissibles d’une génération à l’autre et réversibles de l’expression génique sans altération des séquences nucléotidiques.

L’existence de phénomènes épigénétiques se retrouve dans l’interrogation de Thomas Morgan « Si les caractères de l’individu sont déterminés par les gènes, pourquoi toutes les cellules d’un organisme ne sont-elles pas identiques ? »

En effet, chaque cellule d’un même organisme ayant un même patrimoine génétique - mis à part quelques rares mutations somatiques - leurs différences supposent une expression différentielle des gènes. Les phénomènes épigénétiques peuvent donc être définis dans un sens restreint comme les phénomènes de modification du patron d’expression des gènes sans modification de la séquence nucléotidique : par exemple méthylation des cytosines ou des protéines histones liées à l’ADN. Ces changements peuvent se produire spontanément, en réponse à l’environnement, y compris psychologique, ou du fait de la présence d’un allèle particulier. Elles ont la particularité d’être héritables d’une génération de cellule à l’autre au cours de la mitose voire sur plusieurs générations d’organismes au cours de la méiose, même si leur cause a disparu.

Une autre preuve de l’existence de l’épigénétique est l’ensemble des différences physiques et biologiques qui apparaissent chez les vrais jumeaux (monozygotes) qui vivent et se nourrissent dans des environnements différents.

Au cours du développement, vient ainsi s’ajouter à l’héritage génétique une programmation par des processus épigénétiques, elle-même sous l’influence d’une multitude de facteurs environnementaux.

«  On peut sans doute comparer la distinction entre la génétique et l’épigénétique à la différence entre l’écriture d’un livre et sa lecture. Une fois que le livre est écrit, le texte (les gènes ou l’information stockée sous forme d’ADN) seront les mêmes dans tous les exemplaires distribués au public. Cependant, chaque lecteur d’un livre donné aura une interprétation légèrement différente de l’histoire, qui suscitera en lui des émotions et des projections personnelles au fil des chapitres. D’une manière très comparable, l’épigénétique permettrait plusieurs lectures d’une matrice fixe (le livre ou le code génétique), donnant lieu à diverses interprétations, selon les conditions dans lesquelles on interroge cette matrice.  »

Des phénomènes épigénétiques ont été mis en évidence chez les Eucaryotes et les procaryotes, et d’abord chez les plantes (où des caractères acquis par un individu, peuvent être transmis aux générations suivantes, propriété utilisées par les sélectionneurs). Les épimutations sont bien plus fréquentes que les mutations classiques de l’ADN. L’épigénome a une stabilité dynamique.

En nous fournissant une vision d’un ADN qui se transforme en fonction des conditions de vie, l’épigénétique lui a donné la caractéristique de flexibilité, qui s’oppose à la rigidité du déterminisme génétique qui a prévalu avant. Or cette flexibilité transparait dans d’autres aspects de l’ADN et des cellules découverts relativement récemment, tels que les recombinaisons génétiques et la plasticité des neurones. Car plus nous approfondissons nos connaissances sur le corps, plus nous découvrons que ses ressources sont inouïes, et plus nous reculons les limites dans lesquelles notre esprit l’avait enfermé. Chainons mobiles et liens chimiques

Les chainons de l’ADN sont constitués par des groupements d’atomes (les bases azotées), reliés par des liens chimiques. La chimie décrit les liens entre molécules et atomes par l’énergie qu’il faut pour les séparer (énergie de dissociation). Ces énergies ont des valeurs diverses selon la nature du lien. Certaines sont très faibles, d’autres beaucoup plus fortes, mais, sauf cas exceptionnels, on peut toujours exercer une force suffisante pour dissocier le lien dans certaines conditions.

Par exemple, les liens qui maintiennent les deux brins de l’ADN parallèles se relâchent facilement au cours du cycle de croissance de la cellule, pour permettre à l’ADN de se dupliquer. On peut aussi obtenir artificiellement cette séparation des deux brins en chauffant (ce que les biologistes nomment péjorativement une dénaturation). De la même façon, les liens entre bases peuvent se dissocier, et de nouveaux liens peuvent se reconstruire avec d’autres atomes ou groupements d’atomes, dans le cas de la transposition.

Ces attirances et ces ruptures de liens entre atomes sont semblables aux relations entre personnes. Imaginons des personnes qui se tiennent la main. En se serrant les unes contre les autres, elles forment un groupe bien solidaire. Mais dans certaines circonstances, elles peuvent desserrer ou lâcher leurs mains. Imaginons que la température s’élève anormalement et qu’elles aient trop chaud. Elles ont besoin de se desserrer en écartant les bras, tout en gardant leurs mains en contact. Imaginons encore qu’elles sont dans l’eau, en bord de mer, heureuses. Soudain, des vagues plus fortes arrivent, et les personnes doivent se lâcher pour nager séparément. Elles peuvent également attraper les mains d’une autre personne. Transcrites dans le cas de l’ADN, les vagues sont une modification de l’environnement chimique qui induit une dissociation des liens.

Quelle est au juste la nature de la force des liaisons chimiques ? C’est une attirance électrique entre atomes, qui dépend de la nature des atomes et de leur éloignement. Fondamentalement, atomes et molécules sont constitués d’électricité sous forme d’électrons et de protons, et cette électricité est mouvante et interagissante (voir quatrième partie : l’ADN électrique).

À ce stade de notre étude, notre image de l’ADN est un assemblage linéaire de gènes et de zones non codantes, avec des gènes qui peuvent être allumés ou non. Toutefois, nous imaginons habituellement que cet assemblage est aussi fixe qu’une charpente, ou plutôt qu’une chaine de maillons métalliques si bien accrochés les uns aux autres qu’ils ne peuvent pas se détacher et migrer. Or c’est pourtant le cas (voir encadré ci-contre). Au cours des processus de croissance et de renouvellement des cellules, des fragments d’ADN peuvent changer de place, l’ADN peut se recomposer, le code génétique peut subir des modifications.

Dans le processus de transposition, un fragment d’ADN appelé transposon se détache ou se recopie, puis va se replacer dans un autre endroit du génome. Cela crée des réarrangements ou recombinaisons chromosomiques. Le nouvel endroit du génome se situe dans une partie codante ou non codante, sur le même brin d’ADN ou sur un autre. Le transposon est aussi nommé élément mobile ou élément transposable ; également gène sauteur ou gène mobile, s’il est un gène.

Les premiers transposons ont été découverts dans les années 40 dans le maïs par Barbara McClintock aux États-Unis. Elle tentait de comprendre pourquoi certains grains du maïs avaient la couleur violette, tandis que les autres étaient blancs ou jaunes. Elle a compris que l’ADN de tous les grains possédait un gène responsable de la couleur violette, ordinairement rendu inactif par un autre fragment d’ADN placé à côté de lui, un inhibiteur. Dans les grains de couleur violette, le gène redevient actif parce que l’inhibiteur a changé de place par transposition et n’agit plus. Plus tard, B. McClintock a émit l’hypothèse que la transposition était un moyen rapide de réorganiser les gènes en réponse à un stress environnemental. Elle a reçu le prix Nobel en 1983.

Une partie importante de l’ADN est composée d’éléments transposables. Chez l’homme, ils constituent environ 45% du génome. Lorsqu’on sait que les gènes ne constituent environ que 5% du génome, cela signifie que la plupart sont localisés dans les parties non-codantes, en-dehors des gènes. Toutefois, une partie de ces éléments sont localisés dans des parties codantes, ou s’y insèrent par transposition, ce qui modifie le code génétique et la fabrication de certaines protéines.

De plus, la modification des parties non-codantes n’est peut-être pas sans conséquence. Jusqu’à une époque récente, on pensait que ces parties étaient inutiles (!!!). On commence seulement à comprendre que même si elles ne portent pas de code pour les protéines, elles peuvent avoir d’autres fonctions indispensables.

Les chercheurs du monde entier essaient d’identifier et de séquencer les gènes responsables, co-responsables ou facilitateurs de maladies graves. Ces recherches ont permis des progrès importants dans le dépistage et la prise en charge précoce de certaines maladies chroniques graves. Ainsi, l’hémophilie, la mucoviscidose ou encore la myopathie de Duchesne sont des pathologies directement liées à l’altération d’un gène et peuvent donc être dépistées dès la naissance. Malgré l’achèvement du séquençage complet du génome humain en 2003, nous sommes pourtant loin de pouvoir affirmer que tel gène est synonyme de telle maladie. Tout d’abord, cette vision (un gène=une maladie) est trop simpliste : il faut l’interaction d’une centaine de gènes pour déterminer la couleur des cheveux, alors combien de gènes peuvent être impliqués pour une pathologie ou un comportement particulier...

D’ailleurs, les recherches ont montré que la part génétique des cancers est en général inférieure à 10 %, tandis que les facteurs environnementaux influent très nettement sur le risque, comme le tabac pour le cancer du poumon ou l’alcool pour le cancer du foie.

De plus, la présence de gènes de prédisposition n’implique pas forcément la survenue de cette maladie. Si vous avez des gènes d’une famille faisant de l’hypertension artérielle, vous aurez probablement plus de chances de développer cette maladie, en particulier si vous êtes trop sédentaire, stressé et en surpoids important. Mais vous pouvez très bien ne jamais avoir d’hypertension, surtout si vous avez une hygiène de vie adaptée (alimentation équilibrée, activité physique, stress modéré) !

Tout n’est donc pas inscrit dans les gènes, l’environnement écologique et social ainsi que le contexte psychologique et l’hygiène de vie sont des déterminants essentiels de la santé.

L’ADN, un déterminant biologique parmi d’autres

L’ADN a donc une influence variable. De plus, les chercheurs ont découvert qu’il n’est pas le seul à agir dans le noyau des cellules, ce qui pourrait expliquer la non-expression ou la surexpression de certains gènes. Ainsi l’ARN, sorte de mini-ADN à un seul brin (l’ADN est formé d’un double brin enroulé en hélice), peut activer ou inactiver certains gènes alors qu’il a longtemps été considéré comme inerte. Les histones, protéines autour desquelles s’enroulent les hélices d’ADN, peuvent aussi être influencées chimiquement et modifier le chromosome, agissant sur son expression génétique. Or l’environnement et l’alimentation influent sur ces acteurs cellulaires, ce qui pourrait expliquer l’activation de tel ou tel gène en fonction de l’environnement et non d’un pré-programme immuablement inscrit dans les cellules.

Même si de grands efforts sont mis en oeuvre pour décrypter l’ADN avec les recherches sur le génome, il s’avère que le rôle de moteur, le rôle central, l’élément indispensable du vivant ne revient pas à cette macromolécule. C’est un changement considérable de conception. De plus, la conservation du contenu du message n’est plus l’essentiel car ce qui apparaît comme central c’est le mode d’interaction dynamique et rétroactif de l’ADN avec des molécules qui l’entourent dont l’ARN et les protéines. On a maintenant la preuve que l’ADN n’est pas le seul à pouvoir modifier le fonctionnement génétique. L’ARN codant peut le faire (dans le cas des virus qui peuvent introduire leurs gènes dans la cellule et lui faire produire leurs protéines). L’ARN non codant peut également agir (micro-ARN). Enfin, avec les prions on a le cas de protéines infectées qui modifient le fonctionnement génétique. Donc le vivant n’est pas seulement piloté par l’ADN ou des fragments d’ADN. D’autre part, la barrière que l’on imaginait entre les espèces n’est pas aussi importante qu’on le pensait. On le voit avec la maladie de la vache folle qui peut se transmettre à d’autres animaux ou encore la grippe du poulet à l’homme. Ensuite, des gènes peuvent parfaitement passer d’une espèce à une autre, par exemple d’une bactérie à une autre. La souplesse du fonctionnement génétique est beaucoup plus grande qu’on ne le pensait.

Du coup, l’image d’un message complètement protégé de toute influence du milieu extérieur est définitivement morte et le lien entre évolution de la nature alentour et évolution du vivant est devenu direct. La nature ne se contente plus de sélectionner comme on le croyait après les travaux de Darwin. On a découvert d’autre part que ce n’est pas la conservation de l’ADN qui assure que l’individu ne produit que des molécules qui correspondent à son espèce. Ce sont des protéines (dites chaperon) qui jouent le rôle de destructeur des protéines non conformes. Ensuite il y a d’autres protéines qui réparent les erreurs de l’ADN. Cela signifie que l’ADN peut avoir des erreurs et peut produire des molécules inadaptées, ne correspondant pas à l’espèce ou ne lui convenant pas. Et cela veut dire que l’ADN n’est pas le mode de conservation de l’espèce et que ce sont plutôt des protéines particulières qui se gendarment pour détecter erreurs et intrus.

On a découvert d’autre part que les gènes (homéogènes) pilotes de la construction de l’individu sont quasiment les mêmes d’une espèce à l’autre et sont capables d’intervenir d’une espèce vivante sur une autre. Le contenu biochimique est détrôné dans son rôle de déterminant de l’espèce, dans celui de protecteur de celle-ci et enfin dans celui de moteur du fonctionnement du vivant. Les gènes contenus dans l’ADN produisent les protéines. Cela semblait donner un rôle moteur à l’ADN mais, sans les protéines, les gènes ne peuvent pas s’activer ni se désactiver Que l’ADN contienne les bons gènes ne suffit pas. Encore faut-il qu’ils soient en action. L’ADN contient à la fois les gènes et des bouts de gènes qui indiquent au gène de ne pas entrer en action pour produire des protéines, des inhibiteurs.. L’ADN n’est actif que quand il est lu par les protéines, c’est-à-dire quand une protéine bien particulière vient se fixer momentanément sur un bout de l’ADN puis s’en détache. Il inhibe l’action d’une partie de l’ADN qui bloquait l’action du gène. L’action est donc inhibition de l’inhibition. Des protéines spécifiques lancent la lecture de chaque gène. Et d’autres protéines les inhibent, c’est-à-dire bloquent leur lecture. Suivant la concentration locale de ces gènes aux effets opposés, on va avoir la fabrication ou le blocage de la production de telle ou telle protéine. Cela signifie que seule une petite partie du capital des possibilités est activée à un moment donné par un être vivant.

Des lois non-linéaires des gènes qui rétroagissent peuvent produire des structures émergentes. Rappelons que les gènes sont effectivement rétroactifs et constituent avec les protéines des boucles positives ou négatives qui actionnent, inhibent, accélèrent ou ralentissent la production des protéines par les gènes. C’est ainsi que l’ADN qui, seul, est inactif devient la base de l’activité génétique du vivant. Le matériel génétique ne doit donc pas être conçu comme porteur à lui seul de la génétique qui est une structure d’auto-organisation des interactions. Chaque gène doit donc être perçu non comme un individu mais comme une boucle de rétroaction qui interagit avec d’autres boucles. Ces diverses boucles peuvent produire des structures stationnaires instables. Ce sont des réseaux de rétroactions couplés. C’est un ordre génétique. On conçoit ainsi que l’ordre génétique n’est pas programmé, inscrit d’avance mais construit par la dynamique des interaction entre boucles de rétroaction des gènes. L’espèce est conçue génétiquement comme un ordre émergent. Chaque individu construit lui-même cet ordre en explorant les possibilités de la génétique. C’est en interagissant que les boucles de rétroaction des gènes explorent leurs possibilités. Elles n’ont pas de réponse faite d’avance. C’est ce qui explique que la vie soit à la fois sujette à la variation et à la reproduction à l’identique, deux propriétés apparemment diamétralement opposées.

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5 Messages de forum

  • Robert B. Laughlin : " Le refus obstiné de l’establishment scientifique d’envisager la présence potentielle de principes émergents dans le vivant est évidemment un symptôme flagrant de son intoxication aux croyances réductionnistes - ardemment encouragées par l’industrie pharmaceutique, qui apprécie énormément de faire élucider aux frais du contribuable des petits détails importants pour ses affaires.

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  • Dans « Le rêve du génome humain », le biologiste Richard Lewontin le rappelle ainsi : « L’ADN est une molécule morte, parmi les moins réactives, les plus chimiquement inertes qui soient. (...) Il n’a aucun pouvoir de se reproduire. (...) Non seulement l’ADN est incapable de produire des copies de lui-même mais il est incapable de produire des copies de quoique ce soit. » Ce sont d’autres macromolécules, des protéines et des ARN notamment, qui l’activent, qui l’amènent à modifier sa forme spatiale et d’autres qui le copient.

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  • Des scientifiques américains de l’université Tufts (Massachussetts) ont démontré que le tout génétique (le rôle unique de l’ADN) n’est pas une idée juste. Pour cela, ils ont manipulé les protéines de vers plats, influençant le développement de l’organisme, et imposant à ces vers de fabriquer une autre tête et un autre cerveau.

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  • Une autre expérience casse l’idée du tout génétique.

    Une équipe de chercheurs scientifiques de l’Université d’Hawaii a collaboré avec une équipe turque pour mener à bien cette expérience. Après avoir injecté les protéines responsables de la fluorescence des méduses dans le génome d’un lapin, ils ont pu constater que le transfert avait fonctionné.

    Les lapins n’ont pas été les seuls animaux à subir ce type d’expérience. On a ainsi pu le faire avec des cochons, des moutons, des singes, des chats ou bien encore des chiens.

    Cela signifie qu’inoculer des protéines modifie les messages de l’ADN...

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  • La preuve que tout n’est pas génétique ?

    La ressemblance entre deux hommes ou entre deux femmes, en pourcentage de différences biologiques dans le matériel génétique, est de 99,9% alors que la ressemblance entre un homme et une femme est de 98,5%, soit la même qu’entre un humain et un singe, du même sexe !!!

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