Structure et fonction des protéines

Biochimie et Biologie Moléculaire - Notes d'étude

• Le manuel couvre la Biochimie et la Biologie Moléculaire, pour les étudiants de LAS 2023/2024.
• Le polycopié est un complément des capsules vidéo en ligne sur SIDES (Service d'Informations Documentaires et Électroniques).
• Les polycopiés ne remplacent pas les cours et peuvent contenir des informations obsolètes.
• Le cours est structuré en chapitres couvrant des sujets comme les acides aminés et la structure des protéines, l'enzymologie, les glucides, les lipides, le métabolisme général, la réplication et la transcription de l'ADN, la traduction, la régulation de l'expression des gènes, les modifications du génome, les acides nucléiques, etc.
• Le document comprend un sommaire détaillé des sujets abordés, et leurs pages respectives.
• Un tableau résume les différents groupements non protéiques liés à des apoprotéines, incluant des exemples comme glycoprotéines, lipoprotéines, nucléoprotéines, phosphoprotéines, hémoprotéines, enzymes et métalloprotéines.
• Les informations générales sur les polycopiés recommandent aux étudiants d'utiliser cet outil en complément des capsules vidéo, de l'annoter, de le corriger et de l'adapter au syllabus du cours.

Acides Aminés et Structure des Protéines

• Les protéines sont les composants principaux des cellules, codées par l'ADN dans le noyau.
• Il existe 20 acides aminés courants dont 10 essentiels.
• La structure primaire d'une protéine est une séquence d'acides aminés.
• La structure secondaire décrit les arrangements réguliers (hélice α et feuillet β).
• La structure tertiaire décrit la configuration tridimensionnelle complète de la protéine.
• La structure quaternaire concerne l'assemblage de plusieurs chaînes polypeptidiques.

Enzymologie

• Les enzymes sont des catalyseurs biologiques (protéines).
• Leur spécificité est essentielle.
• La catalyse enzymatique est régulée par la température et le pH.
• La cinétique enzymatique décrit la vitesse de réaction.
• Les inhibiteurs compétitif et non compétitif affectent la vitesse initiale maximum et la constante de Michaelis.

Glucides

• Les glucides sont des composés organiques abondants dans la nature.
• On distingue les oses (monosaccharides), les osides (disaccharides et polysaccharides).
• La série D est la plus fréquente dans la nature et la structure cyclique peut être pyranique ou furanique.
• Les glucides participent à la structure des cellules, à la production d'énergie et aux voies métaboliques.

Lipides

• Les lipides sont de faibles solubilités dans l'eau.
• Les acides gras sont une catégorie fondamentale des lipides.
• Les acides gras saturés ne comportent pas de double liaison.
• Les acides gras insaturés comportent une ou plusieurs doubles liaisons (cis ou trans).
• Ils servent de réserve énergétique, de composant des membranes cellulaires et comme précurseurs d'autres molécules (eicosanoïdes).
• Les eicosanoïdes sont dérivés des acides gras poly-insaturés et jouent des rôles importants dans de nombreuses fonctions physiologiques et pathologiques, incluant les hormones, les prostaglandines, les thromboxanes et les leucotriènes.

Acides Nucléiques (ADN et ARN)

• Les acides nucléiques stockent et transmettent l'information génétique.
• L'ADN est une molécule bicaténaire en double helix tandis que l'ARN est une molécule monocaténaire.
• Les nucléotides sont les unités de construction des acides nucléiques.
• Chaque nucléotide contient une base azotée (adénine, guanine, cytosine, thymine / uracile), un sucre (pentose = désoxyribose/ribose), et un groupe phosphate.
• L'ADN est organisé en chromatine, un assemblage complexe avec les histones.
• L'ARN est impliqué dans la synthèse des protéines (ARN messager, ARNr, ARNt) et dans d'autres fonctions cellulaires.

Répartition, réplication et transcription de l'ADN et traduction en protéine

• L'ADN est copié (réplication) pour la division cellulaire, et les gènes sont transcrits en ARN.
• La transcription produit l'ARN messager, qui est traduit en protéine au cours de la traduction dans le cytoplasme, avec l'aide des ARNt et des ribosomes.

Organisation du génome nucléaire humain et évolution du cours

• Le génome humain est très complexe et contient des gènes codants et non-codants, des séquences répétées et uniques.
• Les gènes sont structurés en exons et introns.
• Il existe différents types de variations génomiques, allant des variations de très petits segments (SNV) aux translocations de grands segments.

Modifications du génome et conséquences en pathologies

• Des anomalies dans le génome (mutations, inversions, etc.) peuvent avoir de nombreuses conséquences, allant de maladies génétiques à des prédispositions aux cancers.

Métabolisme général (introduction, période alimentaire, période de jeun)

• Le métabolisme concerne l'ensemble des réactions chimiques du corps et réguler le flux métabolique.
• En période alimentaire, l'énergie provenant de l'alimentation est absorbée et stockée sous différentes formes (glucose, glycogène, lipides).
• En période de jeûne, les réserves énergétiques stockées sont utilisées, comme le glycogène et les lipides. Le foie est important dans la transformation de ces molécules.
• On voit les différentes interactions métaboliques dans l'organisme incluant le foie, le muscle, le cerveau et le globule rouge.