Fiche de révision : Les molécules de la vie

📋 Plan du Cours

1. Organisation moléculaire du vivant
2. Eau, solutés et ions
3. Acides aminés et protéines
4. Enzymes et applications cliniques
5. Glucides et rôles biologiques
6. Lipides et acides gras
7. Cholestérol et lipoprotéines

📖 1. Organisation moléculaire du vivant

📝 Points essentiels

• La cellule est l’unité de base du monde vivant et ses organites sont spécialisés dans des fonctions particulières.

• Les molécules de la vie citées comme constituants cellulaires sont :

  • l’eau et les solutés
  • les acides aminés, peptides et protéines
  • les glucides
  • les lipides
  • les acides nucléiques

💡 Astuce mémo

Atome → molécule → organite → cellule → tissu → organe → système → organisme

📖 2. Eau, solutés et ions

🔑 Notions clés & Définitions

• Soluté : substance soluble dans un solvant

★ À maîtriser

• Toutes les cellules contiennent des ions, de petites molécules organiques et des macromolécules organiques.

• Les milieux intracellulaire et extracellulaire sont aqueux, et l’eau est un solvant de nombreux constituants du vivant grâce à sa polarité.

• L’ionogramme mesure les concentrations ioniques dans le sang ou d’autres fluides de l’organisme, avec des valeurs décrites comme approximativement constantes et relevant de l’homéostasie.

Compléments

• Dans l’eau, les sels se dissocient en ions cations, comme Na⁺, et anions, comme Cl⁻.

💡 Astuce mémo

La polarité de l’eau → la dissolution de nombreux constituants

📖 3. Acides aminés et protéines

★ À maîtriser

• Les protéines assurent notamment des rôles structuraux, enzymatiques, de transport, hormonaux, de récepteur et de défense de l’organisme.

• Il existe 20 acides aminés, dont le groupement R variable confère des propriétés différentes à chacun.

• Parmi les 20 acides aminés, 11 sont synthétisés par l’être humain et sont qualifiés de non essentiels ; les autres sont essentiels et doivent provenir de l’alimentation.

• 🔄 Dans la phénylcétonurie : le déficit en phénylalanine hydroxylase empêche la transformation de la phénylalanine en tyrosine, la phénylalanine s’accumule à des doses toxiques dans le plasma et les urines, un régime pauvre en phénylalanine constitue le traitement

• Les liaisons peptidiques relient les acides aminés pour former des peptides, des polypeptides et des protéines.

• La structure primaire est la séquence linéaire des acides aminés, tandis que la structure tertiaire est leur arrangement tridimensionnel et correspond à la forme active de la protéine.

• L’hémoglobine des globules rouges transporte l’O₂ vers les cellules et le CO₂ hors des cellules.

• Dans l’anémie falciforme, le remplacement d’un seul acide glutamique par une valine dans l’hémoglobine modifie sa structure et diminue sa solubilité, ce qui favorise la précipitation et la forme en faucille des hématies.

Compléments

• L’arginine est synthétisée chez l’être humain en faible quantité et son apport alimentaire reste nécessaire ; elle est parfois considérée comme essentielle.

📌 Le cours distingue les peptides, d’environ moins de 50 acides aminés, les polypeptides, d’environ plus de 50 acides aminés, et les protéines, formes fonctionnelles des polypeptides.

• Le lysozyme, présent dans la salive et le blanc d’œuf, détruit la paroi bactérienne constituée de polysaccharides.

💡 Astuce mémo

Séquence d’acides aminés → structure tridimensionnelle → fonction

📖 4. Enzymes et applications cliniques

🔑 Notions clés & Définitions

• Enzyme : catalyseur biologique qui accélère la vitesse d’une réaction chimique

★ À maîtriser

• Lors d’une catalyse enzymatique, l’enzyme agit sur un substrat et accélère sa transformation en produit ; un inhibiteur peut bloquer cette catalyse.

Compléments

• L’aspirine inhibe les cyclooxygénases (COX), qui synthétisent des prostaglandines à partir de l’acide arachidonique, et bloque ainsi cette catalyse associée à l’inflammation et à la douleur.

• Une activité enzymatique hépatique détectée dans le sang peut servir de marqueur d’une atteinte hépatique.

• L’ALAT est principalement présente dans le foie et le rein, tandis que l’ASAT est principalement présente dans les muscles striés et le foie ; une augmentation importante de ces transaminases peut accompagner des hépatites, des atteintes cardiaques ou des insuffisances rénales.

💡 Astuce mémo

Catalyse enzymatique → réaction accélérée ; inhibition → catalyse bloquée

📖 5. Glucides et rôles biologiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Glucide : Un glucide est chimiquement un hydrate de carbone, généralement de formule $C_n(H_2O)_n$.

★ À maîtriser

• Les glucides peuvent : fournir de l’énergie, contribuer à la structure, comme l’acide hyaluronique de la peau et des articulations, participer à l’adhésion cellulaire

• Les glucides comprennent : les oses ou monosaccharides, les diholosides ou disaccharides, les oligosaccharides de 3 à 10 monosaccharides, les polysaccharides de plus de 10 monosaccharides

• La glycémie normale à jeun est d’environ 0,7 à 1,1 g/L, soit 3,9 à 6,1 mM.

• Le seuil rénal du glucose est de 1,8 g/L ; normalement, le glucose filtré est réabsorbé et absent des urines d’un sujet sain.

• L’HbA1c reflète l’équilibre glycémique sur 2 à 3 mois ; une valeur normale est d’environ 4 à 6 %, tandis qu’une valeur supérieure à environ 7 % indique une glycémie moyenne trop élevée durant cette période.

• Le glycogène est une réserve de glucose chez l’être humain, notamment dans les muscles et le foie.

• L’héparine se fixe à l’antithrombine, qui séquestre la thrombine, et empêche ainsi la coagulation ; elle est utilisée en injection notamment contre la thrombose, l’infarctus et l’AVC.

Compléments

• Le glucose est un hexose à six carbones de formule C₆H₁₂O₆.

💡 Astuce mémo

Oses → diholosides → oligosaccharides → polysaccharides

📖 6. Lipides et acides gras

🔑 Notions clés & Définitions

• Lipide : Un lipide est une molécule de structure hétérogène, insoluble dans l’eau et apolaire ; le cours indique que les lipides sont synthétisés à partir d’unités acétyl-CoA.

★ À maîtriser

• Les lipides peuvent :
  • servir de carburant énergétique
  • participer à la structure des membranes
  • agir comme hormones
  • intervenir dans la digestion

📌 Les acides gras saturés comportent des liaisons simples C–C, tandis que les acides gras insaturés comportent une ou plusieurs doubles liaisons C=C.

• Les acides linoléique et linolénique sont essentiels et doivent provenir de l’alimentation, tandis que l’acide oléique est donné comme exemple d’acide gras non essentiel.

• Les triglycérides sont des graisses de réserve et contribuent à la protection contre le froid, tandis que les glycérophospholipides sont des constituants des membranes cellulaires.

• Les glycérophospholipides, formés de glycérol, de deux acides gras, d’un phosphate et d’un groupement tel que sérine, choline, éthanolamine ou inositol, s’assemblent spontanément en bicouche lipidique, avec des parties hydrophiles et hydrophobes.

Compléments

• La nomenclature des acides gras indique le nombre de carbones et le nombre ainsi que la position des doubles liaisons ; l’acide palmitique est C16:0 et l’acide oléique C18:1 Δ9.

💡 Astuce mémo

Tête hydrophile et queues hydrophobes des phospholipides

📖 7. Cholestérol et lipoprotéines

🔑 Notions clés & Définitions

• Lipoprotéine : transporteur des lipides dans les milieux extracellulaires, avec un cœur hydrophobe et une surface hydrophile

★ À maîtriser

• Le cholestérol contribue à la stabilité des membranes et sert à la synthèse des acides biliaires et des hormones stéroïdes.

• Le dépôt de cholestérol sur la paroi interne des artères participe à l’athérosclérose, et son développement dépend de la nature et de la proportion des lipoprotéines présentes, notamment LDL et HDL.

Compléments

• Les isoprénoïdes forment un groupe hétérogène comprenant notamment le cholestérol et ses dérivés ainsi que des vitamines liposolubles ; ils dérivent de l’isoprène.

• Le cholestérol total correspond à la somme des fractions de cholestérol libre et estérifié transportées par les différentes lipoprotéines.

💡 Astuce mémo

Une particule lipidique au cœur hydrophobe et à la surface hydrophile