Biomolécules: Structure et Fonction

• Les molécules organiques constituent la base des organismes vivants.
• Toutes les cellules sont principalement composées de quatre grands groupes de biomolécules : protéines, lipides, glucides et acides nucléiques.
• La structure chimique de ces molécules peut être décrite comme un assemblage d'unités de base (monomères) en molécules complexes (polymères).
• Les monomères sont assemblés par les cellules pour former les polymères nécessaires.
• Chez les animaux, les monomères proviennent de la digestion des aliments et se trouvent dans le sang.

Synthèse et dégradation des polymères

• La liaison ou la rupture des liens entre les monomères nécessite une réaction chimique impliquant une molécule d'eau.
• La déshydratation permet d'assembler les monomères en polymères.
• L'hydrolyse permet de briser les liens entre les monomères.
• La déshydratation implique la perte d'une molécule d'eau pour former une nouvelle liaison.
• L'hydrolyse signifie l'ajout d'une molécule d'eau, ce qui brise la liaison entre deux monomères.

Protéines

• Les protéines sont les macromolécules les plus abondantes dans les cellules.
• Elles peuvent prendre différentes formes et se trouver dans la membrane ou le cytosol.
• La diversité de leurs formes leur permet de remplir différentes fonctions essentielles à la vie.

Molécule amphiphile

• Une molécule amphiphile possède à la fois un groupement hydrophile et hydrophobe.
• Dans l'eau, les molécules se regroupent pour limiter le contact de leur partie hydrophobe avec l'eau, formant des micelles ou des sphères limitées par une double couche.

Cohésion et adhésion

• Les molécules d'eau sont attirées mutuellement grâce aux liaisons hydrogènes, ce qui crée la cohésion.
• L’adhésion se produit lorsque d'autres matières attirent les molécules d'eau.
• La tension superficielle est la cohésion des molécules en surface.

Liaison hydrogène

• Une faible force d'attraction entre un atome d'hydrogène légèrement positif et un autre atome légèrement négatif dans une autre molécule est nommée liaison hydrogène.

Molécule d'eau

• Tous les organismes vivants ont besoin d'eau plus que de toute autre substance.
• Deux caractéristiques de l'eau la rendent essentielle à la vie : c'est un excellent solvant et elle a une cohésion et une adhésion.
• L'eau est attirée par les substances porteuses de charges électriques, qu'il s'agisse d'ions ou de molécules polaires, appelées hydrophiles.
• En présence de molécules non chargées ou non polaires, les molécules d'eau les excluent et forment des liaisons hydrogènes entre elles.
• Les substances non polaires sont appelées hydrophobes.

Liaison ionique

• L'atome le plus électronégatif arrache complètement un ou plusieurs électrons à un autre atome.
• Les atomes deviennent des ions chargés (cation positivement, anion négativement).
• Les forces d'attraction lient chaque ion à un ion voisin de charge opposée, formant un cristal.

Liaison covalente

• Deux atomes partagent une ou plusieurs paires d'électrons.
• La liaison est polaire si un atome est plus électronégatif que l'autre, attirant davantage les électrons.
• La liaison est non polaire si les atomes exercent la même attraction sur les électrons.

Rappel sur les atomes et réactions chimiques

• La matière est tout ce qui occupe l'espace et possède une masse.
• La matière vivante est composée à 95 % de carbone, hydrogène, azote, oxygène, phosphore et soufre.
• Quand deux atomes ou plus se lient par échange d'électrons, ils forment un composé.
• La molécule est la plus petite particule du composé qui présente ses propriétés.
• Différentes forces d'attraction existent entre les atomes, dépendant de l'électronégativité.
• Si la différence d'électronégativité est ≥ 1.7, la liaison est ionique.
• Si la différence est entre 0.4 et 1.7, la liaison est covalente polaire.
• Si la différence est < 0.4, la liaison est covalente non polaire.