iii- les protéines iv- les acides nucléiques iii- les protéines iv- les acides nucléiques les...

III- les protéines

IV- les acides nucléiques

III- les protéines

IV- les acides nucléiques

Les molécules de la celluleLes molécules de la cellule

Introduction : composition chimique des cellules

Les biomolécules

Introduction : composition chimique des cellules

Les biomolécules

I.1- Les monosaccharides

I.2- Les disaccharides

I.3- Les polysaccharides

I.4- Fonctions des glucides


I.2- Les disaccharides

I.3- Les polysaccharides

I.4- Fonctions des glucides

II.1- Les acide gras

II.2- Les glycérides

II.3- Les phospholipides

II.4- Les stéroïdes

II.1- Les acide gras

II.2- Les glycérides

II.3- Les phospholipides

II.4- Les stéroïdes

III.1- Les acides aminés

III.2- La structure

III.3- Fonctions des protéines

III.1- Les acides aminés

III.2- La structure

III.3- Fonctions des protéines

IV.1- Les nucléotides

IV.2- L’ADN

IV.3- L’ARN

IV.1- Les nucléotides

IV.2- L’ADN

IV.3- L’ARN

I- les glucides

II- Les lipides

I- les glucides

II- Les lipides

La matière est composée d’éléments = atomes.

hydrogène oxygène

Composition chimique des cellulesComposition chimique des cellules

ion H+ = proton

• Carbone (C)

• Hydrogène (H)

• Oxygène (O)

• Azote (N)

Il existe 92 éléments chimiques présents à l'état naturel.

La vie utilise 25 éléments naturels mais 4 représentent 96% de la matière vivante.


• Hydrogène (H) : ne forme qu'une liaison (1 e-) H-

• Carbone (C) : peut former 4 liaisons chimiques (4 e-) -C-

• Azote (N) : peut former 3 liaisons (3 e-) -N-

• Oxygène (O) : peut former 2 liaisons (2 e-) -O-

Les atomes peuvent former des liaisons entre eux en mettant en commun des électrons (e-) = molécule

Pour former une liaison covalente, chaque atome apporte 1e-


Les liaisons peuvent être simples, doubles ou triples

Ex: molécule H2

Liaison de 2 atomes d’Hydrogènes

H H

H2O (eau)

2 atomes d’H + 1 atome d’oxygèneH H

O

H H

O


Chaînes carbonées

• Chaînes ramifiées

• Cycles


• Chaînes linéaires

Les fonctions chimiques à base de C, H et O

Groupementou fonction chimique


Alcool

Aldéhyde

Cétone

Acidecarboxylique

Les fonctions chimiques à base de N, P ou S

Composition chimique des cellulesComposition chimique des cellulesGroupementou fonction chimique

Amine

Phosphate

Thiol

Molécules biologiques ou molécules organiques ou biomolécules


http://www.sante.univ-nantes.fr/med/biolcell/Exploration/images/exploration4_tiff.jpg

• Glucides (sucres)

• Lipides (gras, huiles et stéroïdes)

• Protéines

• Acides nucléiques (ADN et ARN)

Les molécules biologiques

peuvent être classées en 4 grandes familles :


Les glucides (sucres) : source d'énergie des cellules.

I- Les glucidesI- Les glucides

• Monosaccharides (sucres simples)

• Disaccharides (sucres doubles)

• Polysaccharides (polymères)

On les divise en trois classes :

• Squelette carboné constitué de 3 à 7 carbones (C). Les plus courants ont 5C ou 6C


ou sucres simples


ou sucres simples

Le glucose et le fructose (C6) sont les monosaccharides les plus courants dans la nature

• Chaque C porte un groupement -OH (alcool).

• Sauf celui qui porte le groupe –CH=O aldéhydeou – C=O cétone


Les monosaccharides existent sous formes linéaire et cyclique

I.1- Les monosaccharidesI.1- Les monosaccharides


Ex : le glucose

= liaison de 2 monosaccharides

Exemples :le saccharose (sucre de table, fréquent chez les végétaux)

= glucose + fructose

I.2- Les disaccharidesI.2- Les disaccharides


Liaison osidique

le lactose (Glucide constituant le lait des mammifères)

le tréhalose (fréquent chez les champignons, les bactéries et les insectes)

Amidon

Glycogène

Cellulose

I.3- Les polysaccharidesI.3- Les polysaccharides

• Liaison d’un grand nombre de monosaccharides

Stockage du glucose chez les plantes

Stockage du glucose chez les animaux

Rôle structural chez les plantes


Amidon

Glycogène

Cellulose

= forme de stockage du glucose chez les plantes


•Présent dans les organes de réserve des plantes.

Sacs remplis d'amidon dans les cellules de pomme de terre.

Cellule de pomme de terre

Grain d'amidon



Amylose

Amylopectine : idem plus branchements 1-6

Amidon

Glycogène

Cellulose

+


= forme de stockage du glucose chez les animaux

glu + glu + glu +…+glu glycogène

foiemuscles


Amidon

Glycogène

Cellulose


sang

= forme de stockage du glucose chez les animaux


Amidon

Glycogène

Cellulose


Glycogène

+ nombreux branchements 1-6

Chaque cellule végétale est entourée d'une paroi riche en cellulose.

Molécule la plus abondante sur terre


Amidon

Glycogène

Cellulose


Amylose

Cellulose

Les animaux ne peuvent pas digérer la cellulose car ne peuvent pas briser les liaisons

osidiques beta.

Amidon

Glycogène

Cellulose



Plusieurs rôles capitaux dans les cellules :

•Réserve énergétique : sous forme polymérisée (amidon, glycogène).

I.4- Fonctions des glucidesI.4- Fonctions des glucides

•structural : la cellulose chez les végétaux.

•Eléments de reconnaissance et de communication entre cellules : les polysaccharides des groupes sanguins (par exemple).

•Composition de macromolécules biologiques.


Réserve énergétique la plus importante dans notre organisme.

II- Les lipidesII- Les lipides

Constituants principaux des membranes biologiques.

On distingue :

• Les lipides simples constitués à partir d’acides gras :

-triglycérides (graisses et huiles)

-phospholipides

• Les lipides complexes :

-stéroïdes


= Chaînes carbonées linéaires à nombre pair de carbone avec une fonction acide (-COOH).

• AG insaturés: une (monoinsaturés) ou plusieurs (polyinsaturés) double liaison.

II.1- Les acides grasII.1- Les acides gras

•AG saturés: [CH3 -(CH2)n - COOH]

Fonction

acide




Insaturation => flexibilité => fluidité membranaire

les acides gras insaturés sont souvent désignés par le numéro du carbone de la première double liaison.

Acide 9 12

34

56

78

9


Acide 6

Acide 3


acides gras insaturés = acides gras essentiels

AG saturés:

• matières grasses d'origine animale, huile de palme.

• L’excès est mauvais pour la santé (augmentent le risque de maladies cardio-vasculaires)

AG insaturés:

• Monoinsaturés : huile d‘olive et de colza

• Polyinsaturés : huile de tournesol, arachide, maïs…



= molécules formées de 1 glycérol lié à 1, 2 ou 3 acides gras (triglycéride).

II.2- Les glycéridesII.2- Les glycérides

•Stockage des acides gras sous forme de triglycérides (trois chaînes d’AG liées à 1 glycérol)

3 fonctions alcools


II.2- Les glycéridesII.2- Les glycérides


Formé de :

• 1 glycérol

• 2 acides gras

• 1 groupement phosphate

Principaux constituants des membranes cellulaires.

II.3- phospholipidesII.3- phospholipides

X


Tête hydrophile (soluble dans l’eau)

Queue hydrophobes(Insoluble dans l’eau)


Molécule amphiphile : 2 comportements différents face à l’eau


Tête hydrophile (soluble dans l’eau)

Acides gras hydrophobes

(Insoluble dans l’eau)


Capacité des phospholipides à former des membranes = organisation en double couche


eau

eau

Membrane des cellules = Bicouche lipidique



= molécules formées d'un squelette de 4 cycles de carbone (noyau stérol).

II.4- Les stéroïdesII.4- Les stéroïdes

+ groupements fonctionnels attachés à

ce noyau.


• Leur rôle le plus important est celui d'hormones dérivées du cholestérol (hormones stéroïdes : testostérone et oestrogènes… ).

II.4- Les stéroïdesII.4- Les stéroïdes

• Entrent dans la composition des membranes cellulaires (cholestérol).


50% du poids sec de la plupart des cellules.

Fonctions très variées

Structures très variées

Dépendent de leur séquence d’acides aminés

Protéines = chaînes d'acides aminés

III- Les protéinesIII- Les protéines

III.1 les acides aminésIII.1 les acides aminés

20 types d’acides aminés rentrent dans la composition des protéines.

Formule générale d’un acide aminé

Groupement variable d’1 AA à l’autre.


Les protéines sont des longues chaînes d’AA liés par des liaisons peptidiques.



La chaîne d’AA est appelée polypeptide.

Exemples d’acides aminés hydrophobes



Exemple d’acides aminés hydrophiles (polaires)



Acides aminés acides



Acides aminés basiques



Cas particulier de la cystéine



Pont disulfure



o oLeu

Asp

KI

o

Asn

Lys

Phe

LysLeuArg

o

H H

H

IleNP

Cystéine (Cys)

Repliement de la protéine

Transmembranaire ou soluble dans l’eau

Capacité d’interaction avec d’autres molécules

Fonction de la protéine

Conséquences des propriétés des acides aminés



III.2 structureIII.2 structure


polypeptideModifications

post-traductionnelles

protéine mature

III.3 FonctionsIII.3 Fonctions

Les protéines ne sont pas seulement des unités de construction, elles exécutent presque toutes les fonctions cellulaires.

1. Structure (ex : collagène)

2. Mouvement et Transport (ex : cytosquelette)

3. Métabolisme (ex : enzymes)

4. Régulation (ex : facteurs de transcription)

5. Communication (ex : récepteurs)

6. Immunité (ex : anticorps)

Multiplicité des fonctions due au grand nombre de structure 3D.


1. Protéine structurale


= fournit un soutient mécanique aux cellules et tissus.

Les protéines peuvent former des structures globulaires, des fibres ou des tubes qui peuvent s'assembler pour former des structures solides.

Ex : le cytosquelette


Collagène : protéine extracellulaire formée de trois polypeptides imbriqués

Forme un support pour le maintien et la cohésion des cellules

Dans la peau (derme), les tendons, les ligaments, l'armature des os, etc.



http://ici.cegep-ste-foy.qc.ca/profs/gbourbonnais/chime/htmpdb/collagene.htm

=> génèrent le mouvement dans les cellules et tissus.

1. Structure

2. Mouvement et transport


Ex: L'actine et la myosine dans les cellules musculaires.


L'hémoglobine : transporte l'oxygène

L’albumine : transport des lipides

=> transportent des molécules dans le sang


= protéines qui déclenchent ou accélèrent une réaction chimique.

Chaque enzyme est spécifique d’une réaction.








Catalyse enzymatiqueIII.3 FonctionsIII.3 Fonctions


Sans l’enzyme, la réaction serait très lente, voire impossible à la température physiologique.


Ex. synthèse et digestion du saccharose

ENZYME X (présente dans la canne à sucre)

Substrats Produit


ENZYME Y (présente dans notre intestin)

SubstratsProduit

Ex. L'insuline : petite protéine qui contrôle le taux de glucose dans le sang.

5. communication (ex : les hormones)


Hormone = substance sécrétée dans le sang par une glande. Les hormones agissent sur certaines cellules du corps ayant des récepteurs spécifiques (protéines de la membrane).

Beaucoup de substances chimiques traversent la membrane des cellules en passant par des canaux formés par des protéines.


Les anticorps

1. Structure

2. Régulation

3. Mouvement

4. Transport

5. Communication

6. Immunité


= Défense de l’organisme contre les agressions (infection, virus…)


IV- Les acides nucléiquesIV- Les acides nucléiques

Stockage et utilisation de l’information génétique.

• acide désoxyribonucléique (ADN) double brin

• acide ribonucléique (ARN) simple brin

- ARN messagers (ARNm)

- ARN ribosomiques (ARNr)

- ARN de transfert (ARNt)

Tous impliqués

dans la

traduction

Les acides nucléiques sont constitués d’une suite de nucléotides.

Leur séquence linéaire code l’information génétique de la cellule.

Composition

d’un nucléotide :

Un groupe phosphate


groupementphosphate Sucre

base azotée

Un groupe phosphate


base azotée

IV.1Les nucléotidesIV.1Les nucléotides


Acide Désoxyribonucléique Acide Ribonucléique

Ribose (dans l’ARN)Désoxyribose (dans l’ADN)

Un groupe phosphate


base azotée

IV.1Les nucléotidesIV.1Les nucléotides

5 bases azotées rentrent dans la composition des acides nucléique.

Les bases sont complémentaires et peuvent s’associer 2 à 2.

Guanine (G)

Adénine (A)

Adénine (A)

Cytosine (C)

Thymine (T) (ADN seulement)

Uracile (U) (ARN seulement)


Acide DésoxyriboNucléique = polymère de nucléotides

Sucre : désoxyribose1’

2’3’

4’

5’

Les carbones du sucre sont numérotés de 1’ à 5’

Groupement phosphate

Base azotée

Adénine Thymine

Cytosine et Guanine


IV.2 L’ADNIV.2 L’ADN

3’

5’

3’

5’

3’

5’



Liaison

phosphodiester

Les nucléotides se lient les uns aux autres : le C 3’du sucre se lie au groupement P d’un autre nucléotide.

Un brin d’ADN ou d’ARN a une orientation:

•extrémité 5’ P

•extrémité 3’ libre



L’ADN double brin est composé de deux brins complémentaires.

Les deux brins appariés sont disposés dans des directions opposées : ils sont antiparallèles

Extrémité 5’

Extrémité 3’Extrémité 5’

Extrémité 3’



Crick et Watson, 1953

Découverte de la structure de la molécule d'ADN : double hélice



un gène : c’est l’information nécessaire à la synthèse d’une protéine. Elle est codée dans la séquence spécifique des bases. Ex: ACGTTTAACC….

Les molécules d’ADN sont en général très longues et comportent un grand nombre de gènes. Chaque gène occupe un segment particulier de la double hélice.

Le code et la notion de gène.

Ici, on voit 40 kb. Le génome de la drosophile mesure à peu près 150 Mb et contient environs 16000 gènes répartis sur 4 paires de chromosomes. Celui de l’homme mesure 3,4 Gb et contient environ 30000 gènes.



Les molécules de la celluleLes molécules de la cellule

IV.3 L’ARNIV.3 L’ARN

L’ARN est un polymère similaire à l’ADN mais:

•Le sucre désoxyribose est remplacé par un ribose

•La Thymine est remplacée par l’Uracile

•Généralement simple brin

•Plus court

Moins stable

iii- les protéines iv- les acides nucléiques iii- les protéines iv- les acides nucléiques les...

Documents