PDF - Hémoglobine : Structure, Fonction, Synthèse, Ontogenèse

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Here's the conversion of the image into a structured markdown format. ### Hémoglobine: Structure, Fonction, Synthèse, Ontogenèse et Génétique The central topic is "Hémoglobine: Structure, Fonction, Synthèse, Ontogenèse et Génétique" with the following subtopics: * Synthèse * Maladies génétiques * Ontogenèse * Hémoglobine * Biochimie * Fonction * Génétique * Structure #### Hème * Cycle tétrapyrrolique: 4 noyaux pyrrole ($C_4N$) * Ponts méthine (-CH=): reliant les pyrroles * Protoporphyrine IX * Substituants: 4 groupes méthyles (-$CH_3$), 2 vinyles (-CH=$CH_2$), 2 propionates (-$CH_2CH_2COOH$) * Planarité du cycle, exceptions possibles * Coordination octaédrique: 6 liaisons de coordination * 4 liaisons avec les azotes des pyrroles (liaisons covalentes) * 1 liaison avec l'azote de l'histidine proximale (F8) de la chaîne globine (liaison coordinative) * 1 site de liaison réversible pour l'O2 (ou CO, NO) - liaison coordinative faible * Changement d'état de spin du Fer lors de la liaison à O2 (bas-spin diamagnétique à haut-spin paramagnétique) * Ion Ferreux ($Fe^{2+}$) #### Globine * Chaînes Polypeptidiques * $\alpha$-globine: 141 acides aminés, gènes sur le chromosome 16 (HBA1, HBA2) * $\beta$-globine: 146 acides aminés, gènes sur le chromosome 11 (HBB) * $\gamma$-globine: 146 acides aminés, gènes sur le chromosome 11 (HBG1, HBG2) - Hémoglobine fœtale * $\delta$-globine: 146 acides aminés, gènes sur le chromosome 11 (HBD) - Hémoglobine mineure * Structure * Structure secondaire: 8 hélices $\alpha$ par chaîne * Structure tertiaire: repliement globulaire compact, interactions hydrophobes, liaisons hydrogène, ponts disulfures * Structure quaternaire: tétramère ($\alpha_2\beta_2$), interactions hydrophobes, liaisons ioniques, liaisons hydrogène entre les sous-unités ##### Liaison à l'Oxygène & Facteurs * Coopérativité * Liaison d'une molécule d'$O_2$ induit un changement conformationnel augmentant l'affinité pour les molécules suivantes * Courbe de dissociation sigmoïde * Modèle concerté (MWC) et modèle séquentiel (KNF) * Effet Bohr * Diminution du pH (augmentation de $H^+$ ou $PCO_2$) diminue l'affinité pour $O_2$ * Libération facilitée d'$O_2$ dans les tissus acides * Liaison du $H^+$ à des résidus histidine de la globine * 2,3-Bisphosphoglycérate (2,3-BPG) * Molécule organique se liant à l'Hb, stabilisant la forme désoxygénée (T) * Diminue l'affinité de l'Hb pour $O_2$ * Régulation de la libération d'$O_2$ en fonction des besoins tissulaires ##### Génétique & Maladies * Localisation des gènes * Gènes $\alpha$-globine: chromosome 16 (région 16p13.3) * Gènes $\beta$-globine: chromosome 11 (région 11p15.5) * Mutations * Thalassémies: déséquilibre dans la production des chaînes $\alpha$ ou $\beta$ * Drépanocytose: mutation ponctuelle dans le gène $\beta$-globine (substitution de l'acide glutamique par la valine en position 6) * Autres hémoglobinopathies: nombreuses autres mutations possibles affectant la structure ou la fonction de l'hémoglobine ##### Types d'Hémoglobine & Ontogenèse * Hémoglobines Embryonnaires (avant 8 semaines de gestation) * Hb Gower 1 ($\zeta_2\epsilon_2$) * Hb Gower 2 ($\alpha_2\epsilon_2$) * Hb Portland ($\zeta_2\gamma_2$) * Synthétisées dans le sac vitellin * Hémoglobine Fœtale (HbF: $\alpha_2\gamma_2$) * Affinité plus élevée pour $O_2$ que HbA, favorisant le transfert materno-fœtal * Synthétisée dans le foie et la moelle osseuse fœtale * Hémoglobine Adulte (après la naissance) * HbA ($\alpha_2\beta_2$): principale hémoglobine (97%) * HbA2 ($\alpha_2\delta_2$): hémoglobine mineure (2-3%) * Synthétisées dans la moelle osseuse ##### Synthèse * Synthèse de l'Hème * Condensation de 2 molécules d'acide $\delta$-aminolévulinique (ALA) pour former le porphobilinogène * 4 porphobilinogènes s'assemblent pour former l'uroporphyrinogène III * Décarboxylations et oxydations pour former la protoporphyrine IX * Chelation du Fer ($Fe^{2+}$) au centre de la protoporphyrine IX * Enzymes clés: ALA synthase, porphobilinogène synthase, uroporphyrinogène III cosynthétase, protoporphyrinogène oxydase, ferrochélatase * Synthèse de la Globine * Transcription des gènes de la globine ($\alpha$, $\beta$, $\gamma$, $\delta$) * Traduction de l'ARNm en chaînes polypeptidiques * Repliement et assemblage des chaînes globine avec les groupes hème * Switch HbF → HbA: processus progressif régulé par des facteurs génétiques et épigénétiques * Régulation de l'expression génique: facteurs transcriptionnels, éléments cis-régulatoires