Fiche de révision : Les molécules du vivant

📋 Plan du Cours

1. Nature et rôles de l’eau
2. Glucides et métabolisme du glucose
3. Lipides et acides gras
4. Oligo-éléments et vitamines
5. Acides aminés et peptides
6. Structures et fonctions des protéines
7. Enzymes et catalyse
8. Nucléotides et acides nucléiques

📖 1. Nature et rôles de l’eau

★ À maîtriser

• L’eau représente en moyenne 65 % du poids d’un adulte, 97 % de celui d’un embryon, 94 % de celui d’un fœtus de 3 mois et 55 % de celui d’une personne âgée.

📌 L’eau de l’organisme se répartit entre le compartiment intracellulaire, ou cytosol délimité par la membrane cytoplasmique, et le compartiment extracellulaire, qui comprend les liquides interstitiels et le plasma.

• Dans l’organisme, l’eau sert de solvant pour transporter les nutriments et éliminer les déchets, intervient comme réactif dans de nombreuses réactions chimiques et amortit les chocs, notamment grâce au liquide cérébrospinal.

Compléments

• Les barrières biologiques entre secteurs liquidiens constituent des sites d’échanges d’eau et de solutés.

📖 2. Glucides et métabolisme du glucose

★ À maîtriser

📌 Les glucides comprennent les oses et les diholosides, qui sont des sucres simples, ainsi que les osides, qui regroupent les oligosides, les polyosides et les hétérosides.

• Le glucose est la principale source d’énergie du corps humain ; le fructose est présent dans les fruits, le galactose dans le lait, et le ribose et le désoxyribose dans l’ARN et l’ADN respectivement.

• La cellulose végétale n’est pas digérée par l’être humain et contribue au transit intestinal ; l’amidon est une réserve végétale de glucose et le glycogène une réserve animale stockée principalement dans le foie et les muscles.

• La glycolyse dégrade le glucose à 6 carbones en pyruvate à 3 carbones ; sa dégradation complète par la respiration cellulaire et le cycle de Krebs peut produire entre 30 et 40 molécules d’ATP.

📌 La néoglucogenèse produit du glucose à partir de substrats non glucidiques, tandis que la glycogénolyse dégrade le glycogène en glucose et que la glycogénogenèse forme le glycogène de réserve.

Compléments

• Les oligosides associent 3 à 9 oses, les polyosides sont des polymères de plus de 9 oses et les hétérosides associent un ose à une substance non glucidique appelée aglycone.

• Les principaux diholosides associent :

  • Le saccharose associe glucose et fructose.
  • Le lactose associe glucose et galactose.
  • Le maltose associe deux molécules de glucose.

💡 Astuce mémo

Glycogénolyse libère le glucose stocké ; glycogénogenèse le stocke.

📖 3. Lipides et acides gras

🔑 Notions clés & Définitions

• Acide gras : Lipide formé d’une chaîne carbonée hydrophobe terminée par une fonction acide hydrophile, ce qui le rend amphiphile.

★ À maîtriser

📌 Les lipides comprennent les lipides au sens strict, composés d’au moins un acide gras, et les stérols ; ils peuvent être hydrophobes ou amphipathiques, ces derniers possédant une partie hydrophobe et une partie hydrophile.

📌 Les acides gras saturés ne possèdent aucune double liaison entre atomes de carbone, tandis que les acides gras insaturés en possèdent une ou plusieurs.

• Les triglycérides représentent plus de 95 % des lipides de réserve et constituent une forme de stockage des acides gras, une importante réserve énergétique et un moyen de transport des vitamines liposolubles A, D, E et K.

Compléments

• Plus une chaîne d’acide gras est saturée, plus elle favorise le dépôt de cholestérol dans les artères et augmente le risque de maladies cardiovasculaires.

• Les triglycérides sont formés par condensation de trois acides gras avec une molécule de glycérol et sont stockés surtout dans les adipocytes.

💡 Astuce mémo

L’huile, plus insaturée, est liquide ; le beurre, plus saturé, est solide.

📖 4. Oligo-éléments et vitamines

🔑 Notions clés & Définitions

• Oligoélément : Élément minéral présent à l’état de trace dans l’organisme.

📝 Points essentiels

• Les oligoéléments considérés comme essentiels sont le chrome, le fer, le fluor, l’iode, le cobalt, le cuivre, le manganèse, le molybdène, le nickel, le sélénium, le vanadium, le zinc et l’étain.

• Les éléments pouvant devenir rapidement toxiques en trop grande quantité sont :

  • Le plomb
  • Le cadmium
  • Le mercure

📌 Les vitamines liposolubles peuvent être stockées par l’organisme, tandis que les vitamines hydrosolubles ne le sont généralement pas, sauf exception.

• Les vitamines sont des molécules organiques indispensables que le corps humain ne synthétise pas ou ne synthétise pas en quantité suffisante, et elles agissent dans le métabolisme comme coenzymes.

📖 5. Acides aminés et peptides

🔑 Notions clés & Définitions

• Acide aminé : Molécule comprenant une fonction carboxylique et une fonction amine, dont la chaîne latérale constitue la partie variable.

★ À maîtriser

• Chez l’être humain, les acides aminés classiques sont au nombre de 20, et les acides aminés protéinogènes sont intégrés aux chaînes polypeptidiques lors de la traduction des protéines.

📌 Les acides aminés essentiels ne peuvent pas être synthétisés en quantité suffisante par l’organisme, tandis que les acides aminés semi-essentiels ne sont indispensables que dans certaines phases de la vie ou certaines situations pathologiques.

• Les acides aminés se lient entre eux par des liaisons peptidiques pour former des peptides et des protéines.

📌 Un peptide comprend de 2 à 50 acides aminés, un oligopeptide de 2 à 10 et un polypeptide de 11 à 50 ; une protéine comprend plus de 50 acides aminés.

Compléments

• Les acides aminés classiques forment les catégories des acides aminés essentiels — histidine, isoleucine, leucine, lysine, méthionine, phénylalanine, thréonine, tryptophane et valine — et semi-essentiels — acide glutamique, alanine, arginine, asparagine, aspartate, cystéine, glutamine, glycine, proline, sérine et tyrosine.

📖 6. Structures et fonctions des protéines

🔑 Notions clés & Définitions

• Protéine : Assemblage de plus de 50 acides aminés dont la fonction dépend du repliement dans l’espace.

★ À maîtriser

• Les niveaux de structure des protéines sont :

  • Structure primaire : séquence des acides aminés
  • Structure secondaire : feuillet, hélice ou coude
  • Structure tertiaire : conformation tridimensionnelle fibrillaire ou globulaire
  • Structure quaternaire : association de plusieurs sous-structures

• Les fonctions des protéines sont :

  • Immunité
  • Motilité
  • Régulation
  • Signalisation
  • Structure
  • Transport

Compléments

• Les interactions contribuant au repliement sont :
  • L’effet hydrophobe
  • Les liaisons ioniques
  • Les liaisons hydrogène
  • Les ponts disulfure

💡 Astuce mémo

Primaire, secondaire, tertiaire, quaternaire : la chaîne se replie puis s’associe.

📖 7. Enzymes et catalyse

🔑 Notions clés & Définitions

• Enzyme : Protéine qui augmente la vitesse des réactions chimiques et agit comme catalyseur du métabolisme.
• Catalyse : Accélération ou ralentissement d’une réaction chimique sous l’effet d’un catalyseur qui ne subit lui-même aucune transformation.

★ À maîtriser

📌 Les coenzymes participent à la réaction chimique et sont le plus souvent des vitamines, tandis que les cofacteurs n’y participent pas et sont le plus souvent du magnésium ou des oligoéléments.

Compléments

• Les noms des enzymes se terminent généralement par le suffixe « -ase ».

💡 Astuce mémo

Le coenzyme participe à la réaction ; le cofacteur n’y participe pas.

📖 8. Nucléotides et acides nucléiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Nucléotide : Composé d’un nucléoside comportant un groupement phosphate et un pentose, ainsi que d’une base azotée qui détermine sa spécificité.
• Acide nucléique : Polymère constitué d’associations de nucléotides qui porte l’information génétique.

★ À maîtriser

• Les deux pentoses des nucléotides sont le ribose, qui porte un groupement OH en position 2’, et le désoxyribose, qui porte un groupement H en position 2’.

• Les bases azotées sont :

  • L’adénine
  • La guanine
  • La cytosine
  • La thymine
  • L’uracile

📌 Les deux catégories d’acides nucléiques sont l’ADN, acide désoxyribonucléique, et l’ARN, acide ribonucléique.

• L’adénosine monophosphate (AMP), l’adénosine diphosphate (ADP) et l’adénosine triphosphate (ATP) se distinguent par leur nombre respectif de groupements phosphate : un, deux et trois.

Compléments

• La respiration cellulaire mitochondriale, qui comprend le cycle de Krebs, convertit l’énergie chimique du glucose en ATP ; l’ATP issu du catabolisme facilite ensuite des réactions d’anabolisme nécessitant de l’énergie.

💡 Astuce mémo

L’ADN contient du désoxyribose et de la thymine ; l’ARN, du ribose et de l’uracile.