Fiche de révision : Biochimie structurale

📋 Plan du Cours

1. Familles de molécules du vivant
2. Oses et leurs propriétés
3. Osides et liaisons glucidiques
4. Acides aminés et protides
5. Structure et dénaturation protéiques
6. Constitution des acides nucléiques
7. Organisation de l’ADN et de l’ARN
8. Lipides et fonctions biologiques

📖 1. Familles de molécules du vivant

★ À maîtriser

• Les quatre grandes familles de molécules du vivant sont:

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

• Les glucides ont des rôles énergétique, structural et immunitaire.

Compléments

• Les lipides ont des rôles structural et énergétique et participent à la construction des membranes.

📖 2. Oses et leurs propriétés

🔑 Notions clés & Définitions

• Ose : Chaîne carbonée linéaire portant un hydroxyle par carbone sauf sur un carbone portant un carbonyle, avec une formule brute de type $C_nH_{2n}O_n$ pour $n\geq 3$.

★ À maîtriser

• Selon le nombre de carbones, les oses sont classés en:

  • trioses
  • tétroses
  • pentoses
  • hexoses

• La cyclisation résulte d’une réaction intramoléculaire entre la fonction réductrice et un hydroxyle, formant une chaîne carbonée fermée puis un carbone anomérique donnant les formes alpha et bêta.

Compléments

• Le nombre maximal d’isomères d’un ose comportant n carbones asymétriques est $2^n$.

💡 Astuce mémo

Aldose = aldéhyde ; cétose = cétone.

📖 3. Osides et liaisons glucidiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Osides : Assemblages glucidiques reliés par des liaisons osidiques et comprenant les holosides, constitués uniquement d’oses, et les hétérosides, constitués d’oses et d’une partie non glucidique appelée aglycone.

★ À maîtriser

📌 Une liaison osidique résulte d’une réaction de déshydratation impliquant le carbone réducteur d’un ou des deux oses.

• Le maltose est un diholoside réducteur formé de deux glucoses reliés entre les carbones 1 et 4, hydrolysable par la maltase.

📌 L’amidon est la réserve glucidique des végétaux, le glycogène est la réserve glucidique des animaux et la cellulose forme des chaînes de glucose non ramifiées non hydrolysables par les enzymes digestives de tous les animaux.

Compléments

• Le saccharose est un diholoside non réducteur formé d’un glucose et d’un fructose reliés par leurs carbones 1.

💡 Astuce mémo

Holoside = uniquement des oses ; hétéroside = ose + partie non glucidique.

📖 4. Acides aminés et protides

★ À maîtriser

📌 Les holoprotéines sont composées uniquement d’acides aminés, tandis que les hétéroprotéines contiennent des acides aminés et un groupe prosthétique non protéique.

• Environ vingt acides aminés protéinogènes, parmi une cinquantaine d’acides aminés présents dans une cellule, sont utilisés pour fabriquer les protéines.

📌 Les acides aminés sont ionisables et leur charge dépend du pH ; le pH auquel leur charge globale est neutre est appelé pH isoélectrique, et leur forme globalement neutre est le zwitterion.

Compléments

• Tous les acides aminés possèdent un carbone asymétrique sauf la glycine et peuvent donc présenter des isomères L et D, tandis que la glycine ne présente pas cette isomérie.

• Deux cystéines peuvent former une liaison covalente entre leurs atomes de soufre appelée pont disulfure.

💡 Astuce mémo

Un acide aminé porte un radical variable autour d’un carbone central.

📖 5. Structure et dénaturation protéiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Dénaturation : Perte des structures secondaire, tertiaire et éventuellement quaternaire d’une protéine, accompagnée d’une perte de son activité biologique.

★ À maîtriser

• La liaison peptidique se forme par réaction entre la fonction amine d’un acide aminé et la fonction carboxyle d’un autre, avec production d’un peptide et d’une molécule d’eau.

• Les quatre niveaux structuraux d’une protéine sont:

  • la structure primaire
  • la structure secondaire
  • la structure tertiaire
  • la structure quaternaire

Compléments

• La structure secondaire comprend notamment:
  • les boucles
  • les hélices alpha
  • les feuillets plissés bêta

💡 Astuce mémo

Primaire → secondaire → tertiaire → quaternaire.

📖 6. Constitution des acides nucléiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Nucléotide : Un nucléotide est constitué d’un nucléoside auquel sont fixés un, deux ou trois phosphates sur le carbone 5 du sucre, donnant respectivement un monophosphate, un diphosphate ou un triphosphate.
• Nucléoside : Constitué d’un sucre et d’une base azotée fixée sur le carbone 1 du sucre.

📝 Points essentiels

📌 Les acides nucléiques sont l’ADN et l’ARN, constitués par l’assemblage de nucléotides ; l’ADN stocke l’information génétique tandis que l’ARN la transporte.

• Les cinq bases azotées sont:
  • l’adénine
  • la guanine
  • la cytosine
  • la thymine
  • l’uracile

💡 Astuce mémo

ADN : thymine et désoxyribose ; ARN : uracile et ribose.

📖 7. Organisation de l’ADN et de l’ARN

★ À maîtriser

• L’ADN est constitué de désoxyribose et des bases adénine, thymine, cytosine et guanine.

📌 Les deux brins d’ADN sont antiparallèles et complémentaires, avec des appariements A-T comportant deux liaisons hydrogène et C-G comportant trois liaisons hydrogène.

• Chez les eucaryotes, l’ADN est situé dans le noyau, organisé en chromosomes, et un gène peut présenter plusieurs variantes appelées allèles.

📌 L’ARN contient du ribose et les bases A, U, G et C, est généralement simple brin et comprend les ARNr, les ARNm et les ARNt.

Compléments

• Chez les procaryotes, l’ADN est généralement circulaire, double brin, situé dans le cytoplasme et porté par un seul chromosome, tandis que des plasmides peuvent être présents de façon facultative.

💡 Astuce mémo

ADN double brin et stockage ; ARN simple brin et transmission.

📖 8. Lipides et fonctions biologiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Lipide : Molécule insoluble dans l’eau mais soluble dans un solvant organique tel que l’alcool.

★ À maîtriser

• Les trois catégories de lipides sont:
  • les lipides simples
  • les lipides complexes
  • les lipides isopréniques

Compléments

• Le cholestérol est le principal lipide isoprénique, et ses dérivés comprennent notamment le cortisol et la testostérone.

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison ADN et ARN