Biochimie les biomolécules (chap3)

Introduction aux biomolécules

• Les biomolécules sont les molécules essentielles à la vie.
• Elles se divisent en quatre catégories principales : glucides, lipides, protéines et acides nucléiques.

Glucides

• Composition : Composés de carbone, hydrogène et oxygène (C, H, O).
• Fonctions :
  • Source d'énergie rapide (ex. : glucose).
  • Réserve énergétique (ex. : glycogène, amidon).
  • Structure (ex. : cellulose dans les plantes).
• Types :
  • Monosaccharides : (ex. : glucose, fructose).
  • Disaccharides : (ex. : saccharose, lactose).
  • Polysaccharides : (ex. : amidon, glycogène, cellulose).

Lipides

• Composition : Majoritairement composés de carbone et hydrogène, peu d'oxygène.
• Fonctions :
  • Stockage d'énergie (ex. : triglycérides).
  • Structure des membranes cellulaires (ex. : phospholipides).
  • Rôle hormonal (ex. : stéroïdes).
• Types :
  • Graisses saturées : solides à température ambiante (ex. : beurre).
  • Graisses insaturées : liquides à température ambiante (ex. : huiles végétales).

Protéines

• Composition : Chaînes d'acides aminés (20 types différents).
• Fonctions :
  • Catalyseurs biologiques (enzymes).
  • Structure (ex. : collagène, kératine).
  • Transport (ex. : hémoglobine).
  • Signalisation (hormones protéiques).
• Structure :
  • Primaire : Séquence d'acides aminés.
  • Secondaire : Configuration hélicoïdale ou feuilletée.
  • Tertiaire : Structure 3D de la protéine.
  • Quaternaire : Assemblage de plusieurs chaînes polypeptidiques.

Acides nucléiques

• Composition : Polymères de nucléotides.
• Fonctions :
  • Stockage et transmission de l'information génétique (ADN).
  • Synthèse des protéines (ARN).
• Types :
  • ADN (Acide Désoxyribonucléique) : Double hélice, support de l'information génétique.
  • ARN (Acide Ribonucléique) : Impliqué dans la traduction et la régulation génétique.

Interactions entre biomolécules

• Les biomolécules interagissent pour assurer les fonctions cellulaires.
• Les enzymes (protéines) catalysent les réactions biochimiques impliquant souvent des substrats glucidiques ou lipidiques.
• Les acides nucléiques régulent la synthèse des protéines, influençant ainsi le métabolisme global de la cellule.

Introduction aux biomolécules

• Les biomolécules sont les éléments constitutifs essentiels de la vie.
• Elles sont divisées en quatre catégories principales : les glucides, les lipides, les protéines et les acides nucléiques.

Glucides

• Les glucides sont composés de carbone, d'hydrogène et d'oxygène (C, H, O).
• Ils servent de source d'énergie rapide (comme le glucose) et de réserve énergétique (comme le glycogène et l'amidon).
• Ils contribuent également à la structure des organismes, par exemple la cellulose dans les plantes.
• Les glucides peuvent être classés en trois catégories principales :
  • Les monosaccharides (comme le glucose et le fructose)
  • Les disaccharides (comme le saccharose et le lactose)
  • Les polysaccharides (comme l'amidon, le glycogène et la cellulose).

Lipides

• Les lipides sont principalement composés de carbone et d'hydrogène, avec une faible quantité d'oxygène.
• Ils sont essentiels au stockage de l'énergie sous forme de triglycérides.
• Ils contribuent à la structure des membranes cellulaires sous forme de phospholipides.
• Certains lipides, comme les stéroïdes jouent un rôle hormonal.
• Les lipides peuvent être classés en deux catégories principales :
• Les graisses saturées sont solides à température ambiante (comme le beurre).
• Les graisses insaturées sont liquides à température ambiante (comme les huiles végétales).

Protéines

• Les protéines sont des chaînes d'acides aminés (20 types différents).
• Elles jouent de nombreux rôles importants, notamment :
  • comme catalyseurs biologiques (enzymes).
  • dans la structure des organismes (comme le collagène et la kératine).
  • le transport de substances (comme l'hémoglobine).
  • la signalisation (hormones protéiques).
• Elles ont une structure complexe qui peut être décrite en quatre niveaux :
  • La structure primaire : la séquence d'acides aminés.
  • La structure secondaire : la configuration hélicoïdale ou feuilletée.
  • La structure tertiaire : la structure 3D de la protéine.
  • La structure quaternaire : l'assemblage de plusieurs chaînes polypeptidiques.

Acides nucléiques

• Les acides nucléiques sont des polymères de nucléotides.
• Ils sont responsables du stockage et de la transmission de l'information génétique (ADN).
• Ils sont également impliqués dans la synthèse des protéines (ARN).
• Il existe deux types principaux d'acides nucléiques :
  • L'ADN (Acide Désoxyribonucléique) : une double hélice qui contient l'information génétique.
  • L'ARN (Acide Ribonucléique) : impliqué dans la traduction et la régulation génétique.

Interactions entre biomolécules

• Les biomolécules interagissent entre elles pour assurer les fonctions cellulaires.
• Les enzymes (protéines) catalysent les réactions biochimiques, souvent en utilisant des substrats glucidiques ou lipidiques.
• Les acides nucléiques régulent la synthèse des protéines, ce qui influence le métabolisme global de la cellule.

Classification des biomolécules

• Les biomolécules sont des molécules organiques essentielles à la vie.
• Glucides : fournissent de l'énergie et jouent un rôle structurel.
  • Monosaccharides : sucres simples, comme le glucose et le fructose.
  • Disaccharides : deux monosaccharides liés, comme le saccharose et le lactose.
  • Polysaccharides : chaînes de monosaccharides, comme l'amidon (stockage chez les plantes), le glycogène (stockage chez les animaux) et la cellulose (structure des plantes).
• Lipides : jouent un rôle dans le stockage de l'énergie, la structure membranaire et la signalisation cellulaire.
  • Acides gras : saturés et insaturés, utilisés pour former les triglycérides et les phospholipides.
  • Triglycérides : stockent de l'énergie.
  • Phospholipides : composants majeurs des membranes cellulaires.
  • Stéroïdes : incluent le cholestérol, qui est essentiel à la structure membranaire et à la synthèse des hormones stéroïdiennes.
• Protéines : molécules polymères composées d'acides aminés.
  • Il existe 20 acides aminés différents, qui s'assemblent en chaînes polypeptidiques.
  • Les protéines ont des structures complexes :
    • Structure primaire : séquence d'acides aminés.
    • Structure secondaire : hélices alpha et feuillets bêta.
    • Structure tertiaire : repliement tridimensionnel.
    • Structure quaternaire : assemblage de plusieurs chaînes polypeptidiques.
  • Les protéines ont une grande variété de fonctions dans l'organisme : catalytique (enzymes), structurelle, transport, régulation.
• Acides nucléiques : responsables du stockage et de la transmission de l'information génétique.
  • ADN : contient l'information génétique sous forme de séquence de nucléotides.
  • ARN : impliqué dans la synthèse des protéines.
    • ARN messager (ARNm) : copie l'information génétique du ADN.
    • ARN de transfert (ARNt) : transporte les acides aminés au ribosome.
    • ARN ribosomal (ARNr) : composant des ribosomes, les sites de synthèse des protéines.

Fonctions des biomolécules

• Source d'énergie : les glucides et les lipides fournissent de l'énergie pour les processus métaboliques.
• Stockage de l'information : les acides nucléiques sont responsables de la transmission génétique.
• Régulation et signalisation : les protéines, notamment les hormones et les récepteurs, jouent un rôle crucial dans les systèmes de signalisation cellulaire.
• Support structurel : les glucides (comme la cellulose) et les protéines (comme le collagène) contribuent au soutien structurel des cellules et des tissus.

Interactions et métabolisme

• Métabolisme des glucides :
  • Glycolyse : dégradation du glucose pour produire de l'ATP (énergie).
• Métabolisme des lipides :
  • Beta-oxydation : dégradation des acides gras pour produire de l'ATP.
• Métabolisme des protéines :
  • Dégradation des acides aminés : élimination de l'azote et conversion en intermédiaires métaboliques.

Importance biomédicale

• Les déséquilibres dans les biomolécules peuvent entraîner des maladies, comme le diabète et l'obésité.
• Les connaissances sur les biomolécules sont utilisées pour développer des thérapies, comme les inhibiteurs enzymatiques et les thérapies géniques.