Cours 3 Les macromolécules 2022 PDF

Cours 3 Les macromolécules 1 PPP Les gras, les protéines, les glucides (sucres), les acides nucléiques 1) Dresse une liste des fonctions de chacune des molécules énumérées ci-dessus. 2) Pour chaque molécule, suggère une configuration et dessine une structure qui lui permettrait de remplir sa ou ses...

Cours 3 Les macromolécules 1 PPP Les gras, les protéines, les glucides (sucres), les acides nucléiques 1) Dresse une liste des fonctions de chacune des molécules énumérées ci-dessus. 2) Pour chaque molécule, suggère une configuration et dessine une structure qui lui permettrait de remplir sa ou ses fonctions au sein de l’organisme. 2 Les macromolécules Un grand nombre de molécules qui composent les organismes vivants sont des macromolécules : de grosses molécules dont la structure est complexe. 3 Les macromolécules Plusieurs Il existe quatre grands macromolécules sont types de des polymères: des macromolécules : substances formées de – Les glucides longues chaînes de – Les lipides petites unités qui se – Les protéines répètent, les – Les acides nucléiques monomères. 4 Les glucides 5 La structure des glucides Les glucides se composent de carbone, d’hydrogène et d’oxygène. Ont souvent cette formule (CH2O)n – (n= nombre de carbones) Sont des molécules organiques qui sont porteurs de groupements hydroxyles et carbonyles (aldéhyde ou cétone). Certaines glucides peuvent aussi posséder des groupements amines. 6 La structure des glucides Les glucides peuvent prendre différentes formes selon leur nombre de monomères (sous-unités): – Monosaccharide (sucre simple) – Disaccharide (sucre double) – Polysaccharide (sucre complexe) 7 La structure des glucides Les sucres simples ont une terminaison en –ose et peuvent être classifiés selon deux critères: – Leur nombre d’atomes de carbone: triose = 3 carbones tétrose = 4 carbones pentose = 5 carbones hexose = 6 carbones. – La position du groupement carbonyle: Aldéhyde = aldose Cétone = cétose 8 Monosaccharide (sucre simple) Exemples : glucose (dextrose), fructose, galactose, xylose, ribose. 9 glucose fructose galactose C6H12O6 10 Note : De nombreux sucres à cinq ou six carbones peuvent exister soit sous forme de chaîne linéaire, soit sous une ou plusieurs formes cycliques. Ces formes existent en équilibre les unes par rapport aux autres, mais l’équilibre favorise fortement les formes cycliques (surtout en solution aqueuse ou à base d’eau). 11 Disaccharide (sucre double) Composé de deux sucres simples Exemples : sucrose, lactose, maltose 12 Disaccharide ou oligosaccharide (sucre double) Sucrose – Produit par les plantes lors de la photosynthèse – Sucre de table Lactose – Contenu dans le lait de tous les mammifères Maltose – Obtenu par la digestion des polysaccharides (amidon et glycogène) 13 Disaccharide ou oligosaccharide (sucre double) Intolérance au lactose L'intolérance au lactose résulte d'un manque de l'enzyme lactase. Les symptômes chez l'enfant incluent la diarrhée et un gain de poids limité, alors que les symptômes chez l'adulte comprennent des ballonnements abdominaux et des crampes, une diarrhée, des flatulences et des nausées. 14 Synthèse des disaccharides Liaison de deux monosaccharides (liaisons glycosidiques) Saccharose : glucose + fructose glucose-fructose + H2O = réaction de condensation (ou synthèse par déshydratation) : une molécule d'eau est libérée Lien glycosidique 15 Polysaccharide (sucre complexe) Combinaison de plusieurs sucres simples Structure of alpha-carrageenan, a polysaccharide commonly used in the food industry. 16 Exemples de polysaccharides 1) l’amidon Stocke l’énergie chez les végétaux consommée par les animaux (énergie à moyen-long terme) Sous-unités de glucose 17 Sources d’amidon Abondant dans les féculents (céréales, pommes de terre, légumineuses, pâtes alimentaires) Digestion de l'amidon = transformation de l'amidon en glucose dans l’intestin 18 (L’amidon est formé de deux types de polymères : l’amylose et l’amylopectine) chaîne linéaire chaîne ramifiée 19 Exemples de polysaccharides 2) Le glycogène Stocke l’énergie chez les animaux Sous-unités de glucose Synthétisé surtout par le foie et les muscles 20 2) Le glycogène Glycogen : is a polysaccharide of glucose (Glc) which functions as the primary short term energy storage in animal cells. It is made primarily by the liver and the muscles, but can also be made by the brain, uterus, and the vagina. Glycogen is the analogue of starch, a less branched glucose polymer in plants, and is commonly referred to as animal starch, having a similar structure to amylopectin. Glycogen is found in the form of granules in the cytosol in many cell types, and plays an important role in the glucose cycle. Glycogen forms an energy reserve that can be quickly mobilized to meet a sudden need for glucose, but one that is less compact than the energy reserves of triglycerides (fat). In the liver hepatocytes, glycogen can compose up to 8% of the fresh weight (100–120 g in an adult) soon after a meal.[citation needed] Only the glycogen stored in the liver can be made accessible to other organs. In the muscles, glycogen is found in a much lower concentration (1% of the muscle mass), but the total amount exceeds that in liver. Small amounts of glycogen are found in the kidneys, and even smaller amounts in certain glial cells in the brain[citation needed] and white blood cells[citation needed]. The uterus also stores glycogen during pregnancy to nourish the embryo. Lorsque la concentration sanguine de glucose décroît, le glycogène du foie est converti en glucose. Si les sites de stockage du glycogène sont remplis, les hydrates de carbone en excès sont convertis en gras. C’est pourquoi une excès d'hydrates de carbone peut résulter en un surplus de gras. 21 Glycogène Similaire à l'amylopectine S'il y a des surplus de glucose dans le sang glu + glu + glu +…+ glu glycogène Le glycogène s'accumule dans le foie et les muscles S'il y a carence de glucose : glycogène glu + glu + glu +…+glu 22 23 Exemples de polysaccharides 3) La cellulose (fibres) Composante structurale de la paroi cellulaire des végétaux Sous-unités de glucose N’est pas digérée par les humains Exemples de polysaccharides 3) La cellulose (fibres) Favorise la rétention d’eau (forme des ponts hydrogène avec l’eau) Facilite l’élimination des déchets de l’intestin (augmente le volume de l’intestin et stimule les contractions) 24 Cellulose = chaînes linéaires de glucose Liaisons glycosidiques β (plutôt que ∝) 25 26 Des liaisons faibles unissent les chaînes de glucose les unes aux autres. Il se forme ainsi des microfibres résistantes (environ 80 molécules de cellulose par microfibre). N.B. La molécule est droite, elle ne forme pas de ramifications comme c’est le cas pour l’amidon. Les microfibres s’unissent pour former des macrofibres qui forment ensuite des fibres de cellulose 27 amidon et cellulose La cellulose : – Polysaccharide structural – Polymère de glucose : Constitue une paroi rigide – Exclusif aux végétaux L’amidon : – Liaisons différentes entre les monomères : Amidon = configuration α (liaisons glycosidiques) Cellulose = configuration β (liaisons glycosidiques) – amidon : réserve énergétique chez les végétaux (et énergie à moyen-long terme chez les animaux) 28 La digestion des polysaccharides – Les humains et la plupart des animaux peuvent digérer l’amidon et le glycogène puisque leurs enzymes digestives peuvent hydrolyser les liaisons glycosidiques α en monomères de glucose. Par contre, ils sont incapables de dégrader les liaisons glycosidiques β puisqu’ils ne possèdent pas l’enzyme qui reconnaît cette liaison. La cellulose n’est donc pas digérée par l’humain Elle est évacuée avec les matières fécales. 29 Les polysaccharides structuraux Cellulose vs Amidon Amidon liaisons alpha = hélicoïdale Cellulose liaisons bêta = droite 30 Des liaisons faibles unissent les chaînes de glucose les unes aux autres. Il se forme ainsi des microfibres résistantes (environ 80 molécules de cellulose par microfibre). N.B. La molécule est droite, elle ne forme pas de ramifications comme c’est le cas pour l’amidon. Les microfibres s’unissent pour former des macrofibres qui forment ensuite des fibres de cellulose 31 32 33 Les polysaccharides La chitine : – Polysaccharide structural – Compose l’exosquelette des Arthropodes – Et la paroi cellulaire des mycètes 34 La chitine ₙ est un polymère à longue chaîne de N-acétylglucosamine, un dérivé amide du glucose. La chitine est probablement le deuxième polysaccharide le plus abondant dans la nature ; on estime que 1 milliard de tonnes de chitine sont produites chaque année dans la biosphère. Formule : (C8H13O5N)n source : Wikipédia 35 Sources importantes de glucides Monosaccharides et disaccharides Boissons gazeuses, friandises, fruits, crème glacée, pouding, légumes jeunes. Énergie à court terme Goût sucré polysaccharides Pain, céréales, craquelins, farine, pâtes alimentaires, riz, pommes de terre, maïs Énergie à moyen-long terme N’ont pas un goût sucré 36 Les glucides (hydrates de carbone) Le rôle des glucides Le glucose est un des principaux combustibles de l’organisme, et il peut être utilisé directement comme source d’ énergie. 37 Les glucides (hydrates de carbone) Les neurones et les globules rouges dépendent presque exclusivement du glucose pour satisfaire leurs besoins énergétiques, mais de nombreuses cellules de l’organisme sont capables d’utiliser aussi les lipides comme source d’énergie. Le cerveau carbure au glucose, le seul glucide qui passe la barrière hémato-encéphalique. La barrière hémato-encéphalique (BHE) est une barrière physique et métabolique qui isole le cerveau du reste de l’organisme. 38 Lorsque le glucose sanguin excède les besoins de l’organisme, il est converti en glycogène et emmagasiné dans les cellules musculaires ou le foie, ou converti en lipides et emmagasiné dans le foie ou les cellules adipeuses. 39 Rôle des glucides Énergie Structure : cellulose et chitine surtout Les glucides servent surtout à procurer de l’énergie par respiration cellulaire. Au cours de cette réaction, le glucide est dégradé en gaz carbonique et en eau, ce qui libère de l’énergie utilisable par la cellule. Ex. respiration du glucose 1 glucose + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + Énergie 40 Les nutriments Les hydrates de carbone (glucides) Synthétisés par les plantes durant la photosynthèse – 6 CO2(g) + 6 H2O(l) + photons → C6H12O6(aq) + 6 O2(g) 41 Les protéines Le rôle des protéines Les protéines structurales sont des constituants importants pour l’organisme (muscles, peau, tissus conjonctifs). Les protéines fonctionnelles (enzymes, hémoglobine, hormones, anticorps) règlent une très grande variété de fonctions physiologiques. 42 La structure des protéines Les protéines sont composées de chaînes d’acides aminés reliés par des liens peptidiques. 43 La structure des protéines Chaque acide aminé est constitué d’un atome de carbone central lié à un groupe amine, à un groupe carboxyle et à un atome d’hydrogène. 44 L’humain a besoin de 20 différents acides aminés. Parmi ces 20 acides aminés, huit ne peuvent pas être synthétisés par l’organisme; ce sont les huit acides aminés essentiels. Le tryptophane, la lysine, la méthionine, la phénylalanine, la thréonine, la valine, la leucine et l’isoleucine. Le nom des acides aminés n’EST PAS À 45 SAVOIR pour le test Les 20 acides aminés nécessaires à l’humain 46 Les 20 acides aminés nécessaires à l’humain 47 Une protéine qui contient les huit acides aminés essentiels est une protéine complète. 48 Sources importantes de protéines – Protéines complètes : – Sources animales : viande (poisson, volaille, porc, bœuf, agneau) lait, fromage, œufs. – Sources végétales : soya (tofu, tempeh, etc.), sarrasin, millet, amaranthe, quinoa – Protéines incomplètes : légumineuses (fèves, haricots de lima, haricots rouges, lentilles), noix et graines, céréales, légumes. 49 Le rôle des protéines Soutien (Protéines de structure) Les protéines structurales représentent 50% de la masse sèche des cellules. Protéines des membranes cellulaires, des tendons, des muscles, de la peau (collagène, élastine), des ongles et des cheveux (kératine). Catalyse Les milliers d'enzymes activent les réactions chimiques. Sans eux, le métabolisme serait d'une lenteur qui le rendrait inexistant. L’hémoglobine transporte l’oxygène et le gaz carbonique dans le sang. De nombreuses protéines membranaires font traverser les substances vers ou en dehors des cellules. L’actine et la myosine des muscles sont responsables des mouvements du corps. Les anticorps dans le sang sont des protéines qui combattent les agents pathogènes. Les hormones sont souvent des protéines. Elles contrôlent de nombreuses substances et processus dans le corps. Par exemple les protéines insuline et glucagon contrôlent le sucre sanguin.50 Transport Mouvement Immunité Régulation Une protéine est un polymère d’acides aminés (les monomères) acide aminé La structure de base de l’acide aminé est toujours la même Un carbone central sur lequel se greffe : un atome H, deux groupements, et une chaîne latérale qui varie selon l’acide aminé. Chaîne latérale «variable» selon l’a.a. ( R1 …R20) H R | | H — N — C — C — OH | || Groupement amine Groupement carboxyle H O (basique) (acide) 51 Les polymères d'acides aminés 2 a.a.reliés = dipeptide 3 a.a.reliés = tripeptide plusieurs a.a. reliés = polypeptide Par réaction de condensation Requiert enzyme / énergie Les acides aminés se disposent côte à côte, avant leur liaison, en respectant une certaine polarité ; par convention : amine à gauche et carboxyle à droite. Le carboxyle de l'acide aminé de gauche perd — OH et l'amine de l'acide aminé de droite perd — H. Un lien se forme et une molécule d'eau est libérée. Le lien covalent qui est formé est appelé « peptidique ». Le groupement carboxyle perd OH Le groupement amine perd H Liaison peptidique 52 La répétition du processus forme la séquence répétitive du polypeptide. Chaque chaîne polypeptidique spécifique possède une séquence unique d'acides aminés. La longueur de cette chaîne peut aller de quelques monomères à plus d'un millier de monomères. 53 La conformation native d'une protéine détermine sa fonction biologique La chaîne polypeptidique d'une protéine, en tant que séquence d'acides aminés linéaire, n'est pas fonctionnelle. Elle doit d'abord se replier. 54 La conformation native d'une protéine détermine sa fonction biologique Ce faisant, elle prend une forme tridimensionnelle ou saccharose conformation native qui, (sucre de table) dans le cas des Insertion du saccharose protéines-enzymes, recèle dans le site actif de l’enzyme un «site actif», c'est-à-dire un espace de forme spécifique capable de se lier glucose à une autre molécule dont la Une protéine forme est complémentaire. enzymatique : la saccharase La réaction, conforme à la fructose fonction de la protéine, se Hydrolyse du produit ensuite. saccharose 55 La conformation native de la protéine est dictée par la séquence de ses acides aminés. Comme chaque type de protéine contient une séquence unique d’acides aminés, chaque type possède également une forme tridimensionnelle unique et une fonction spécifique. 56 Les niveaux d’organisation des protéines – La structure primaire: séquence linéaire des acides aminés. 57 Les niveaux d’organisation des protéines – La structure secondaire: les liaisons hydrogène résultant des interactions entre les acides aminés adjacents dans la chaîne peuvent imposer deux dispositions spatiales caractéristique (hélicoïdale ou plissée). bêta 58 59 La formation de la structure tertiaire La structure tridimensionnelle finale qu’adopte une protéine est sa structure tertiaire. Lors de la formation de la structure tertiaire, la protéine se courbe et se replie sur elle-même afin d’obtenir la conformation la plus stable. Cette structure se forme suite à l’interaction entre les différents radicaux (groupes R) des acides aminées qui forme la structure primaire. Les quatre types d’interactions qui interviennent dans la formation de la structure tertiaire sont: – – – – L’effet hydrophobe Les liaisons ioniques Les liaisons hydrogènes Les ponts disulfures 60 61 Les niveaux d’organisation des protéines – La structure tertiaire: les chaînes polypeptidiques se recourbent de façon à prendre une forme tridimensionnelle plus compacte. 62 Les niveaux d’organisation des protéines – La structure quaternaire: Dans certains cas, les chaînes polypeptidiques de deux ou plusieurs protéines interagissent ensemble pour former une plus grosse protéine. – Certaines protéines ne forment pas de structure quaternaire. 63 Les protéines présentent un maximum de quatre niveaux d’organisation structurale La conformation native des protéines formées d’une seule chaîne polypeptidique est une structure tertiaire. Structure primaire Séquence primaire des a.a. Source Structure secondaire Premier repliement par des liaisons H à intervalle régulier Structure tertiaire Deuxième repliement par des liaisons diverses à intervalle irrégulier. La molécule prend la forme d’une boule. La conformation native des protéines formées de plusieurs chaînes polypeptidiques est une structure quaternaire. Structure quaternaire Interaction de diverses chaînes déjà en structure tertiaire. Par diverses liaisons à intervalle irrégulier. 64 Les niveaux d’organisation des protéines 65 Exemples de structures tertiaire et quaternaire Le lysosyme est formé d’1 seule chaîne d’acides aminés. Il atteint la structure tertiaire. Le collagène et l’hémoglobine sont formées, respectivement, de 3 et de 4 chaînes d’acides aminés. Ils atteignent la structure quaternaire. Hémoglobine Lysosyme Collagène 66 Les protéines peuvent se dénaturer (perdre leur conformation native) sous l’effet de la chaleur, d’un changement de pH ou d’une concentration en sel trop élevée. Une protéine dénaturée ne fonctionne pas car elle ne présente pas de site actif. La protéine dénaturée peut parfois reprendre sa forme native lorsque le milieu redevient « normal ». Conformation native Protéine dénaturée 67 C’est la séquence d'acides aminés qui détermine la façon dont une protéine se replie et par conséquent, sa forme. Si un changement survient dans cette séquence (structure primaire), le repliement est modifié et par conséquent la conformation native aussi. Lorsque le changement de forme altère le site actif, la protéine devient généralement non fonctionnelle. Plus rarement elle peut être plus efficace ou acquérir une nouvelle fonction. 68 Interaction protéine-substrat La structure tertiaire et quaternaire donnent à une protéine sa configuration et sa fonction. L’organisation de la séquence d’acide aminé permet de créer des “sites actifs” qui vont avoir des propriétés physiques particulières et qui vont lui permettre de reconnaître un substrat et accomplir sa fonction. 69 Les lipides (gras) 70 Les lipides Les lipides sont hydrophobes (constitués de régions non-polaires) Ils contiennent plusieurs liaisons C-H. Comme la cellule est un milieu aqueux, le caractère hydrophobe des lipides détermine en partie leur fonction. 71 Les lipides (gras) Rôle des lipides : – Stockent l’énergie (long terme) (produisent plus du double de l’énergie des glucides mais cette énergie est plus difficilement accessible) – Aident à absorber les vitamines (A, D, E, K-liposolubles) – Isolation thermique pour le corps 72 Les nutriments Les lipides (gras) Rôle des lipides : – Composantes principales des membranes cellulaires – Protègent les organes fragiles du corps – Composent certaines hormones – Forment un enduit imperméabilisant sur la fourrure, les plumes et les feuilles 1 g de lipides contient environ le double de l’énergie des hydrates de carbone et des protéines Les gras sont plus difficiles à décomposer que les hydrates de carbone. C’est pourquoi tu te sens rassasié plus longtemps après avoir mangé un repas riche en gras. 73 74 Les lipides existent sous plusieurs formes : – les monoglycérides, les diglycérides, les triglycérides – les acides gras : insaturés (monoinsaturés, polyinsaturés, trans, omégas), saturés, – les stéroïdes, – et les phospholipides. – les cires (cire d’abeille, cire de castor, paraffine) 75 La plupart des lipides alimentaires sont constitués de triglycérides (85 à 95 % des lipides). 76 Les triglycérides Structure de base à trois branches (triglycéride) condensation 1 glycérol + 3 acides gras = triglycéride 77 Les triglycérides sont le constituant principal de l’huile végétale et des graisses animales Les acides gras qui composent un triglycéride peuvent être de trois types : saturé, insaturé ou trans. Glycérol Acides gras 78 Les acides gras 79 80 a) Les acide gras saturés Liaisons simples entre les atomes de carbone. Généralement solides à la température ambiante. Principalement d’origine animale Sont généralement moins fragiles que les acides gras insaturés, supportent mieux la chaleur et sont moins susceptibles de rancir. Sont qualifiés de « mauvais gras » parce qu’ils sont associés à la formation du cholestérol sanguin et peuvent ainsi conduire à la formation de plaques dans les artères. 81 Sources principales d’acides gras saturés Origine animale : beurre, crème, saindoux ou graisse de porc, suif ou graisse de boeuf, graisse d’oie, graisse de canard. 82 Origine végétale : huile de noix de coco, huile de palme 83 84 b) Les acides gras insaturés Une ou plusieurs liaisons doubles Liquide à la température ambiante Origine végétale i) Les acides gras monoinsaturés (oméga-9) Les sources d’oméga-9 L’huile d’olive est la source principale de gras monoinsaturés. Les noix, les arachides et l’avocat en renferment aussi de bonnes quantités. 85 Ces gras supportent relativement bien la chaleur (mais moins bien que les gras saturés) et peuvent donc être utilisés pour la cuisson. Considérés comme de « bons gras », les lipides monoinsaturés ont des effets bénéfiques reconnus sur la fonction cardiovasculaire. 86 ii) Les acides gras polyinsaturés (omega-3 et omega-6). Les principales sources d’acides gras polyinsaturés sont les huiles végétales. Ces gras sont liquides à la température ambiante et sont fragiles à l’oxydation. 87 ii) Les acides gras polyinsaturés (omega-3 et omega-6). Les gras polyinsaturés de type oméga-3 sont les plus fragiles et ne doivent pas être chauffés : les graines de lin et l’huile qu’on en tire sont particulièrement riches en oméga-3. Les noix, les graines de chanvre et l’huile qu’on en tire en renferment également, mais en moindre proportion. 88 89 Les gras polyinsaturés de type oméga-6 (huile de soya, de maïs, de tournesol) sont moins fragiles que les oméga-3, mais ne conviennent pas pour la cuisson à haute température. Il est préférable de les utiliser pour la cuisson au four où la chaleur est moins intense. 90 Les acides gras polyinsaturés sont aussi considérés comme de bons gras, car ils protègent la fonction cardiovasculaire, mais dans l’alimentation occidentale, le rapport oméga-6/oméga-3 est beaucoup trop élevé. Cet excès d'oméga-6 empêche l'utilisation optimale des oméga-3 par l'organisme, car ils se concurrencent. 91 Rapport oméga-6/oméga-3 4:1 92 93 c) Les acides gras trans Définition et structure Un acide gras insaturé peut prendre deux formes géométriques différentes, dites « cis » et « trans ». Les gras trans sont des gras insaturés créés en industrie par hydrogénation — a process developed in the early 1900s and first commercialized as Crisco in 1911. En ajoutant des hydrogènes aux huiles insaturées elles deviennent solides et peuvent supporter des températures plus élevées ce qui prolonge leur vie et les rend plus pratiques pour la cuisson. La consommation de gras trans augmente les risques de maladies du coeur et de cancer. Les acides gras trans sont composés des mêmes atomes que les acides gras cis mais ils ont une géométrie spatiale différente. 94 95 96 Les acides gras trans ont une forme plutôt droite (et non courbée comme les acides gras cis) sont moins fluides ont une température de fusion plus élevée sont plus solides à température ambiante, ce qui est une propriété recherchée par l'industrie agroalimentaire. La structure des gras saturés fait en sorte que de nombreuses chaînes peuvent s'aligner avec très peu d'espace entre elles. Parce que les molécules de graisses saturées sont si serrées les unes contre les autres, elles sont plus difficiles à décomposer pour notre corps (moins accessibles par les enzymes). (Elles ont également un point de fusion plus élevé, c'est pourquoi elles sont solides à température ambiante). 97 98 Les graisses insaturées, en revanche, ont des doubles liaisons que les graisses saturées n'ont pas. Cela leur donne une forme moins droite (en zigzag) de sorte qu'elles ne se tassent pas aussi bien. Les espaces entre les molécules facilitent la rupture de leurs liaisons. http://biochim-agro.univ-lille1.fr/lipides/co/ Cours_C_2.html 99 Les gras trans font augmenter les taux sanguins de LDL (« mauvais cholestérol ») tout en abaissant les taux de HDL (« bon cholestérol »). Cela a pour effet d’augmenter significativement le risque de souffrir de troubles cardiovasculaires. 100 Comme ils sont insolubles dans le sang, les corps gras, y sont transportés sous forme de lipoprotéine. Les lipoprotéines de basse densité (LDL) et les lipoprotéines de haute densité (HDL) jouent un rôle déterminant au niveau de la santé cardio-vasculaire. 101 Les « LDL » constituent le « mauvais cholestérol » puisqu’elles peuvent contribuer à la formation de plaques sur les parois artérielles. Les « HDL » constituent le « bon cholestérol » puisqu’elles contribuent à diminuer le taux de cholestérol-LDL. 102 Sources Les acides gras trans d’origine naturelle Les acides gras trans existent naturellement en petites quantités dans la viande ou les produits laitiers des ruminants (transformation bactérienne). 103 Les acides gras trans d’origine artificielle Sont obtenus lors d’une friture des huiles, ou d’un chauffage, même à assez basse température (huile de lin par exemple) Ou par hydrogénation * (huiles raffinées, non vierges) 104 Se retrouvent dans de nombreux produits alimentaires transformés : plats préparés, confiseries, biscuits, viennoiseries, pâtes à tarte, pâtes à tartiner, chocolats commerciaux, pâtisseries commerciales, croustilles, craquelins, céréales, barres granolas, beurre d'arachide (non naturel), margarine faite d’huiles hydrogénées ou partiellement hydrogénées, shortenings, saindoux, certains aliments « santé » des rayons des supermarchés, etc. 105 La structure des acides gras et leurs propriétés physiques Plus la forme tridimensionnelle de l’acide gras est courbée plus son point de fusion et d’ ébullition est bas. 106 La formation de gras trans par hydrogénation L’hydrogénation est un procédé industriel visant à rendre les huiles solides ou semi-solides (margarines) et moins sensibles à l’oxydation (rancissement). Ces acides gras partiellement hydrogénés sont utilisés dans l'industrie agro-alimentaire Comme agent de texture pour rendre les aliments plus fermes et moins suintants Comme conservateur pour éviter le rancissement ou comme désodorisant dans certaines huiles de poisson. 107 La formation de gras trans par hydrogénation 108 109 110 2. Les phospholipides Structure similaire à celle des triglycérides : – Glycérol – 2 acides gras – Groupement phosphate Les phospholipides Caractère « amphipathique » : – Tête hydrophile (groupe phosphate/azote) – Queue hydrophobe 111 112 Les phospholipides Fonction : – Constituant principal de la membrane plasmique (membrane cellulaire) – Forment spontanément une double couche en contact avec l’eau Eau – Frontière entre la cellule et son environnement Eau 113 Les phospholipides Constituant principal de la membrane plasmique 114 Les phospholipides La composition protéique et lipidique varient selon les membranes. 115 Les phospholipides Les membranes peuvent aussi avoir une asymétrie de composition entre leurs feuillets. 116 Les phospholipides et la fluidité de la membrane 117 3. Les stéroïdes Les stéroïdes ont un motif structural commun : Exemples de stéroides : le cholestérol, l’oestrogène, la testostérone – Des anneaux de carbone associés : trois anneaux à 6 carbones un anneau à 5 carbone – Une chaîne latérale hydrocarbonée groupements fonctionnels diffèrent 118 119 Rôle du cholestérol – Former les membranes cellulaires – Isoler les nerfs – Production de vitamine D – Production de sels biliaires – Production d’hormones 120 Il évite à la fois que la membrane soit trop fluide (diminue le mouvement des phospholipides) et trop rigide (augmente la distance entre les chaînes carbonées) 121 122 123 124 Sources de cholestérol alimentation : viande, lait entier, jaune d’oeufs, crustacés produit par le foie 125 Incidences sur la santé (voir Biologie 11 p 356) Le cholestérol accomplit une foule de fonctions métaboliques essentielles au bon fonctionnement de l’organisme. Par contre, une quantité excessive de cholestérol dans l’organisme peut engendrer plusieurs problèmes. 126 Rappel : Tout comme les autres corps gras, le cholestérol est insoluble dans le sang où il est transporté sous forme de lipoprotéine. Les lipoprotéines de basse densité (LDL) et les lipoprotéines de haute densité (HDL) jouent un rôle déterminant au niveau de la santé cardio-vasculaire. La principale différence structurelle entre les LDL et les HDL réside dans leurs compositions. Environ 50 % du poids d'une particule de LDL est constitué de cholestérol et seulement 25 % de protéines. Les particules de lipoprotéines de haute densité, quant à elles, sont constituées de 20 % de cholestérol en poids et de 50 % de protéines. 127 Les lipoprotéines de basse densité et les lipoprotéines de haute densité transportent toutes deux le cholestérol dans le sang, mais la principale différence fonctionnelle entre les deux est qu'elles transportent le cholestérol vers différentes parties de votre corps. Les lipoprotéines de basse densité - les principaux transporteurs de cholestérol - apportent le cholestérol aux cellules de votre corps et peuvent provoquer une accumulation de cholestérol dans vos artères. Cette accumulation peut éventuellement entraîner un blocage artériel et un risque accru de maladie cardiaque et d'accident vasculaire cérébral. Les lipoprotéines de haute densité, en revanche, peuvent être bénéfiques pour votre santé car ces particules éloignent le cholestérol de votre cœur et d'autres organes et le ramènent à votre foie, où il est évacué de votre corps. 128 129 130 Les hormones stéroïdes Les hormones stéroïdes dérivés du cholestérol comprennent cinq familles d’hormones: – – – – – androgènes oestrogènes progestatif glucocorticoïdes minéralocorticoïdes 131 Les hormones stéroïdes pas à savoir pour le test de l’unité 1 132 https://www.youtube.com/watch?v=H8WJ2 KENlK0 Biological Molecules - You Are What You Eat: Crash Course Biology #3 133 Les acides nucléiques L’ADN L’ARN 134 Les acides nucléiques sont les éléments héréditaires et les agents du transfert de l’information génétique. Ils sont constitués de chaînes de monomères appelés nucléotides. Les deux types d’acides nucléiques sont: – ADN: acide désoxyribonucléique – ARN: acide ribonucléique 135 3. Les acides nucléiques Deux types d'acides nucléiques ADN : acide désoxyribonucléique et ARN : acide ribonucléique Dépositaire du matériel héréditaire Produire de l’ADN avant la division cellulaire. (Nos 46 molécules ADN se répliquent «avec leurs protéines associées» puis se répartissent dans 2 cellules «filles».) ADN = matériel héréditaire transmis par les parents 3 rôles Produire de l’ARN quand la cellule a besoin de protéines. (Un gène est copié en ARN m et celui-ci est traduit en polypeptide.) 136 Les acides nucléiques Polymères = ADN et ARN Monomères = nucléotides Structure : – Pentose – Base azotée – Groupement phosphate 137 L’ADN est composé d’unités appelées nucléotides Un nucléotide sucre désoxyribose 138 Nucléotide Phosphate Base Sucre 139 La numérotation des atomes de carbone 1’ à 5’ 140 La formation d’un nucléotide 141 Les 4 bases de l’ADN Guanine Cytosine Adénine Thymine 142 Les 4 bases de l’ADN (et ARN) 143 La formation Des ponts 3’-5’ phosphodiester relient les nucléotides pour former les chaînes de polynucléotides. La chaîne peut contenir des centaines de millions d’unités de nucléotides. 144 Les nucléotides sont liés entre eux par la formation d'une liaison phosphodiester qui se forme entre le groupe 3' OH d'une molécule de sucre et le groupe 5' phosphate sur la molécule de sucre adjacente. Il en résulte une perte d'une molécule d'eau, ce qui en fait une réaction de condensation, également appelée synthèse de déshydratation 145 L’ADN est toujours constituée de deux brins de polynucléotides enroulés formant une double hélice. Les brins sont antiparallèles. Des liaisons hydrogène intercaténaires* maintiennent la structure de la double hélice et relient les nucléotides d’une des chaînes à la base complémentaire de l’autre chaîne. *Liaison intercaténaire : liaison entre deux chaînes différentes (ce sont des liaisons intermoléculaires) 146 Phosphates Sucres Bases 147 Appariement des bases 148 L’ARN Polymère de nucléotides. L’ARN est toujours constitué d’un seul brin. L’ARN peut se replier sur lui même pour former une structure secondaire complexe. Il existe plusieurs types d’ARN: ARN messager, ARN de transfert, ARN ribosomique etc. 149 Les types d’ARN ARNm ARNt ARNr 150 Détail des nucléotides (monomères de l'ADN ou de l'ARN) Il y a 4 types de nucléotides d’ADN mais aussi 4 types de nucléotides d’ARN car il existe 4 types de bases azotées dans les deux cas. 151 La formation des acides nucléiques L’ADN et l’ARN sont des polynucléotides formés pas des réactions de condensation : +É (endothermique) production H2O – Liaison phosphodiester : Pentose Groupement phosphate A T C 152 Module 1 – Transport membranaire et énergie 153 Les acides nucléiques ADN : – Double hélice – Fonctions : Contient l’information génétique (gènes) ARN : – 1 brin – Fonctions : Synthèse des protéines (ARNm, ARNt, ARNr) 154 Biologie 12 STSE Page 49 nos 1 à 4, 6, 7, 9, 15, 17, 18, 22, 25, 26, 28, 30 155