Fiche de révision : Biomolécules et fonctions biologiques

📋 Plan du Cours

1. Biomolécules du vivant
2. Glucides et oses
3. Osides et polysaccharides
4. Acides aminés et peptides
5. Protéines et fonctions
6. Acides gras et essentiels
7. Triglycérides et membranes
8. Vitamines hydrosolubles
9. Vitamines liposolubles

📖 1. Biomolécules du vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Biomolécule : Molécule constitutive du vivant qui participe aux processus biologiques et métaboliques ainsi qu’à l’entretien de l’organisme.

📝 Points essentiels

• La matière vivante est constituée à 98 % de :

  • oxygène
  • carbone
  • hydrogène
  • azote
  • calcium
  • phosphore

• Les biomolécules comprennent :

  • les glucides
  • les protides
  • les lipides
  • les acides nucléiques
  • les vitamines

📖 2. Glucides et oses

🔑 Notions clés & Définitions

• Glucide : Biomolécule généralement composée d’une chaîne carbonée portant des fonctions alcool et une fonction aldéhyde ou cétone.
• Ose : Le plus petit glucide, non hydrolysable, portant une chaîne de 3 à 7 carbones et une fonction aldéhyde ou cétone.

★ À maîtriser

📌 Les glucides se répartissent en oses, qui sont des sucres simples, et en osides, qui résultent de l’association de plusieurs oses ou d’un ose avec une substance non glucidique.

Compléments

• La formule brute générale de nombreux glucides est $C_n(H_2O)_n$, soit $C_nH_{2n}O_n$.

• Le glucose et le galactose sont des aldohexoses, le fructose un cétohexose et le ribose un aldopentose.

💡 Astuce mémo

Ose simple, oside assemblé

📖 3. Osides et polysaccharides

🔑 Notions clés & Définitions

• Oside : Glucide hydrolysable issu de la condensation de plusieurs oses ou d’un ose avec une substance non glucidique.

★ À maîtriser

• Les osides se répartissent en :

  • diholosides : deux oses
  • polyosides : un grand nombre d’oses
  • hétérosides : des oses et une substance non glucidique

• Les trois diholosides importants sont :

  • le saccharose
  • le lactose
  • le maltose

📌 L’amidon stocke le glucose chez les plantes, le glycogène chez les animaux et l’être humain, tandis que la cellulose forme les parois cellulaires végétales et n’est pas digestible par l’homme.

Compléments

• Le saccharose est constitué par l’union d’un glucose et d’un fructose.

• La lactase dégrade le lactose en une molécule de glucose et une molécule de galactose absorbables par l’organisme.

💡 Astuce mémo

Amidon plante, glycogène animal

📖 4. Acides aminés et peptides

🔑 Notions clés & Définitions

• Acide aminé : Petite structure protidique portant une fonction amine, une fonction acide carboxylique et un radical R qui le différencie des autres acides aminés.

• Peptide : Chaîne issue de la condensation de moins de 50 acides aminés par des liaisons peptidiques.

★ À maîtriser

• Neuf acides aminés sont indispensables car l’organisme ne peut pas les synthétiser et doit les recevoir par l’alimentation.

Compléments

• Les neuf acides aminés indispensables cités sont :

  • la leucine
  • la thréonine
  • la lysine
  • le tryptophane
  • la phénylalanine
  • la valine
  • la méthionine
  • l’isoleucine
  • l’histidine

• L’histidine peut être transformée en histamine, la tyrosine en DOPA, dopamine, noradrénaline et adrénaline, et le tryptophane en sérotonine et mélatonine.

• L’ocytocine et l’ADH sont des exemples d’hormones peptidiques.

📖 5. Protéines et fonctions

🔑 Notions clés & Définitions

• Protéine : Chaîne de plus de 50 acides aminés dont les interactions conduisent à des structures spatiales organisées.
• Enzyme : Protéine qui augmente la vitesse d’une réaction biochimique sans être transformée par cette réaction.

★ À maîtriser

• Les niveaux d’organisation des protéines sont :
  • structure primaire : séquence des acides aminés
  • structure secondaire : organisation selon un axe
  • structure tertiaire : repliement tridimensionnel d’une chaîne
  • structure quaternaire : assemblage de plusieurs chaînes

📌 Une holoprotéine est composée uniquement d’acides aminés, tandis qu’une hétéroprotéine comprend aussi une partie non protéique appelée groupement prosthétique.

• Chaque hème de l’hémoglobine peut fixer réversiblement une molécule de dioxygène, soit quatre molécules de dioxygène par hémoglobine.

Compléments

• L’hémoglobine est une hétéroprotéine tétramérique contenant quatre sous-unités, chacune composée d’une globine et d’un hème porteur de fer.

💡 Astuce mémo

Primaire → secondaire → tertiaire → quaternaire

📖 6. Acides gras et essentiels

🔑 Notions clés & Définitions

• Acide gras : Biomolécule formée d’une chaîne carbonée d’au moins trois atomes de carbone et d’une fonction acide carboxylique.

★ À maîtriser

📌 Un acide gras saturé ne possède que des liaisons simples entre carbones, tandis qu’un acide gras insaturé possède une ou plusieurs doubles liaisons carbone-carbone.

• Les deux acides gras essentiels chez l’homme sont l’acide linoléique, précurseur des oméga-6, et l’acide α-linolénique, précurseur des oméga-3.

Compléments

📌 Un acide gras mono-insaturé possède une double liaison carbone-carbone, tandis qu’un acide gras poly-insaturé en possède plusieurs.

• Les mammifères ne peuvent pas synthétiser les acides gras essentiels et doivent donc les obtenir par l’alimentation.

💡 Astuce mémo

Saturé : liaisons simples ; insaturé : doubles liaisons

📖 7. Triglycérides et membranes

🔑 Notions clés & Définitions

• Triglycéride : Molécule formée par condensation de trois acides gras avec une molécule de glycérol et constituant une forme de stockage des acides gras.

• Phospholipide : Molécule amphiphile dont la structure comprend notamment un groupement phosphate et qui participe à la formation des membranes biologiques.

★ À maîtriser

• Les triglycérides constituent une importante réserve énergétique stockée dans les cellules adipeuses et peuvent être hydrolysés pour libérer des acides gras.

📌 Les HDL transportent vers le foie le surplus de cholestérol accumulé dans les organes, tandis que les LDL distribuent le cholestérol aux organes et favorisent son dépôt sur les parois artérielles.

Compléments

• Après un repas, les lipides sont hydrolysés, réassociés en lipoprotéines appelées chylomicrons, puis transportés dans la circulation et captés par les cellules pour être utilisés ou stockés.

• Les phospholipides peuvent former :

  • des micelles
  • des liposomes
  • des bicouches planes

💡 Astuce mémo

Les phospholipides tournent leur tête hydrophile vers l’eau

📖 8. Vitamines hydrosolubles

🔑 Notions clés & Définitions

• Vitamine : Biomolécule indispensable que l’organisme ne synthétise pas ou synthétise en très faible quantité.

★ À maîtriser

• Les vitamines hydrosolubles comprennent :

  • la vitamine B1
  • la vitamine B2
  • la vitamine B3
  • la vitamine B5
  • la vitamine B9
  • la vitamine B12
  • la vitamine C

• La vitamine B9 intervient dans le métabolisme des acides aminés et la production d’ADN, et elle est indispensable à la fermeture du tube neural durant la quatrième semaine de vie fœtale.

Compléments

• La vitamine B1, ou thiamine, se transforme en thiamine pyrophosphate dans le foie et participe à la production d’énergie et au fonctionnement du système nerveux.

• La vitamine B3 participe à la dégradation du glucose et entre dans la composition des coenzymes NAD et NADP ; sa carence peut entraîner la pellagre.

• La vitamine C a une action antioxydante, contribue aux défenses immunitaires et augmente l’assimilation du fer d’origine végétale.

📖 9. Vitamines liposolubles

★ À maîtriser

• Les vitamines liposolubles sont :

  • la vitamine A
  • la vitamine D
  • la vitamine E
  • la vitamine K

• La vitamine D provient de l’alimentation et de sa production par la peau exposée aux rayons solaires ; elle favorise l’assimilation intestinale du calcium et sa fixation sur le squelette.

• La vitamine K participe à la coagulation du sang en activant plusieurs facteurs de coagulation et contribue à la santé osseuse en facilitant l’action de l’ostéocalcine.

Compléments

• Pour obtenir une activité vitaminique équivalente, il faut compter six fois plus de bêta-carotène que de rétinol.

• La vitamine E exerce une fonction antioxydante et contribue à prévenir l’oxydation des aliments lorsqu’elle est utilisée comme conservateur sous les codes E 306 à E 309.

📊 Tableaux de synthèse

Principaux osides