LES MACROMOLÉCULES DU VIVANT

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1 1 3 LES MACROMOLÉCULES DU VIVANT

2 Les différentes molécules biologiques et leur rôle Les glucides Les acides nucléiques Les lipides Les protéines

3 Glucides C 6 H 12 O 6 C 6 H 12 O 6 C 5 H 10 O 5 C 5 H 10 O 4 C 12 H 22 O 11 C 12 H 22 O 11 (C 6 H 10 O 5 ) n (C 6 H 10 O 5 ) n (C 6 H 10 O 5 ) n

4 Glucides Galactose Glucose Lactose Saccharose

5 Mise en réserve d énergie sous forme de glucides L amidon est un polymère végétal de structure chimique identique au glycogène, avec un schéma de branchement spécifique. Le glycogène est une chaîne de glucose lié en α (1-4) branchée en α (1-6) tous les huit ou douze résidus Le glycogène dans le muscle Une technique de coloration permet de déceler la présence de glycogène dans les cellules musculaires. Dans un muscle au repos, toutes les cellules renferment du glycogène. Ici, quelques cellules musculaires ont été maintenues en contraction prolongée grâce à une stimulation appropriée. Leur degré d activité est détecté grâce à une coloration plus faible, voire nulle.

6 Questions 1. Quels sont les groupements fonctionnels qui caractérisent les glucides? 2. Pourquoi les glucides adoptent-ils une structure cyclique? 3. Définir les termes suivant : oses, dioside, polyoside. Donner la formule brute des différents glucides présentés. Résumer les différentes caractéristiques qui permettent de distinguer les différents glucides. 4. Les glucides sont-ils solubles dans l eau? Quel type de liaison leur permet d'interagir avec la molécule d'eau? 5. Discuter du rôle des glucides dans la physiologie cellulaire.

7 Les acides nucléiques 1. Glucides : Pentoses 3. Bases nucléiques = Bases azotées 2. Acide phosphorique : H 3 PO 4

8 Un exemple de nucléotide : l adénosine monophosphate

9 ADN et ARN: structures chimiques et modélisation moléculaire tridimensionnelle Acide RiboNucléique Acide DésoxyriboNucléique

10 Lipides Acides gras Triglycérides (TG) TG= Glycérol + 3 acides gras

11 Lipides Phospholipides Formation des membranes par des phospholipides En raison de leurs têtes hydrophiles et de leurs queues hydrophobes, les phospholipides s alignent à l interface solvant polaire/solvant apolaire. Dans l eau ils s associent en vésicules à double couche, les têtes étant en contact du solvant et les queues étant regroupées à l intérieur de la bicouche.

12 Les lipides sont les constituants principaux des membranes biologiques (A, courtesy of Daniel S. Friend.) 3 vues d une membrane plasmique (A) Visualisation par microscopie électronique d un globule rouge humain en coupe. (B) Schéma bi-dimensionnel de la membrane. Les phospholipides sont en rouge, les protéines intégrales de la membrane sont en vert. (C) Schéma tri-dimensionnel de la membrane.

13 Questions 1. Les lipides regroupent diverses molécules biologiques partageant une propriété physique particulière. Quelles est cette propriété? Déduisez-en la définition des lipides. 2. Comparer les différents lipides présentés vis-à-vis de leur capacité à interagir avec l'eau. 3. En quoi les phospholipides sont des molécules amphiphiles? Quelles sont les interactions mises en jeu dans l'établissement des structures membranaires? Définir la notion d'interaction hydrophobe. 4. L'analyse des huiles végétales montre qu'elles contiennent beaucoup d'acides gras insaturés (présentant une double liaison) contrairement aux graisses animales (exemple : beurre). Utiliser ces informations pour expliquer pourquoi les huiles végétales sont solides contrairement au beurre. 5. Quels sont les principales fonctions des lipides chez les êtres vivants?

14 Structure chimique d'un acide aminé La L-glutamine observée dans le cristal du complexe aminoacyl-arnt synthétase 1CT9.pdb

15 Les cellules utilisent 21 acides aminés Questions 1. Faire apparaitre les groupements fonctionnels communs aux acides aminés, ainsi que les chaînes latérales spécifiques. 2. Quelle partie des acides aminés détermine leurs différentes propriétés chimiques? 3. Identifier les différentes familles chimiques d acides aminés. 4. Quels types d'interactions faibles peuvent réaliser ces différentes familles d'acides aminés?

16 La liaison peptidique assemble 2 acides aminés - Questions 1. Identifier les groupements réactifs formant la liaison peptidique. 2. Identifier la liaison peptidique et le produit additionnel de la réaction A quelle catégorie de fonction organique appartient la liaison peptidique? 4. Combien de dipeptides peuton former avec 21 acides aminés?

17 Les biomolécules forment des réseaux d interaction Liaisons faibles et interactions moléculaires Un exemple de structures supramoléculaires: la membrane cellulaire Importances des interactions moléculaires transitoires dans le fonctionnement cellulaire Voies métaboliques : interaction enzyme-substrat Voies de signalisation cellulaire: interaction entre molécules de signalisation (messagers-protéines de signalisation-second messagers-protéines de signalisation-protéines cibles) Réseau génétique : interaction facteur de transcription-séquences régulatrices