Fiche de révision : Biologie cellulaire moléculaire et génétique

📋 Plan du Cours

1. Glucides et monosaccharides
2. Oligosaccharides et polysaccharides
3. Acides gras et lipides de réserve
4. Lipides membranaires
5. Acides aminés et protéines
6. Acides nucléiques et expression génétique

📖 1. Glucides et monosaccharides

🔑 Notions clés & Définitions

• Glucides : Aldéhydes ou cétones polyhydroxylés de formule empirique $(CH_2O)_n$, classés en monosaccharides, oligosaccharides et polysaccharides.

★ À maîtriser

📌 Un aldose possède un groupement carbonyle à l’extrémité de la chaîne carbonée, tandis qu’un cétose possède ce groupement à une autre position.

• Les monosaccharides les plus abondants dans la nature sont le D-glucose et le D-fructose, et les monosaccharides les plus simples sont les trioses à 3 atomes de carbone.

Compléments

• Les monosaccharides possédant au moins 5 atomes de carbone forment majoritairement une structure cyclique en solution lorsque leur carbonyle réagit avec un hydroxyle de la même chaîne.

💡 Astuce mémo

Aldose : carbonyle terminal ; cétose : carbonyle interne

📖 2. Oligosaccharides et polysaccharides

🔑 Notions clés & Définitions

• Disaccharides : Formés de deux unités monosaccharidiques reliées par une liaison glycosidique.

★ À maîtriser

• Le maltose associe deux résidus de D-glucose par une liaison α(1→4) et est hydrolysé par la maltase.

• Le lactose associe un résidu de D-galactose et un résidu de D-glucose par une liaison β(1→4), hydrolysée par la lactase.

📌 Les homopolysaccharides contiennent un seul type d’unité monosaccharidique, tandis que les hétéropolysaccharides en contiennent au moins deux types.

• L’amylose est une longue chaîne non ramifiée de D-glucose liée par des liaisons α(1→4), tandis que l’amylopectine possède des liaisons α(1→4) et des ramifications en α(1→6).

• Le glycogène est le principal polysaccharide de stockage des cellules animales, formé de D-glucose avec des liaisons α(1→4) et α(1→6), et il est particulièrement abondant dans le foie.

Compléments

• Le saccharose associe un résidu de D-glucose et un résidu de D-fructose par une liaison α(1→2), hydrolysée par la saccharase.

• La cellulose est un homopolysaccharide végétal linéaire non ramifié formé d’au moins 10 000 unités de D-glucose reliées par des liaisons β(1→4).

💡 Astuce mémo

Ramification et longueur des chaînes → stockage ou structure

📖 3. Acides gras et lipides de réserve

🔑 Notions clés & Définitions

• Lipides : Substances organiques insolubles dans l’eau, huileuses ou graisseuses, extractibles des cellules et des tissus par le chloroforme ou l’éther.
• Acides gras : Acides organiques à chaîne longue de 4 à 24 carbones, comportant une fonction carboxylique et une queue hydrocarbonée non polaire.

• Triacylglycérols : Esters du glycérol avec trois molécules d’acides gras et constituant les lipides les plus simples et les plus abondants contenant des acides gras.

★ À maîtriser

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

• Les triacylglycérols sont des lipides de stockage présents sous forme de gouttelettes huileuses microscopiques dans le cytosol des cellules animales et végétales.

Compléments

• Les acides gras comportant 16 et 18 carbones sont les plus abondants, et les acides gras insaturés sont deux fois plus abondants que les acides gras saturés.

💡 Astuce mémo

AG saturé : liaisons simples ; AG insaturé : doubles liaisons

📖 4. Lipides membranaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Phosphoglycérides : Phospholipides membranaires contenant deux acides gras liés au glycérol, un acide phosphorique et un second alcool formant une tête polaire.
• Molécule amphipathique : Possède une tête polaire hydrophile et une queue non polaire hydrophobe, comme les phosphoglycérides à pH 7.

★ À maîtriser

📌 Les sphingolipides possèdent une tête polaire, deux queues non polaires et aucun glycérol, tandis que les phosphoglycérides contiennent du glycérol.

Compléments

• Les sphingomyélines contiennent du phosphore et de la phosphocholine ou de la phosphoéthanolamine, et sont les sphingolipides les plus simples et les plus abondants.

• Les cérébrosides ne contiennent pas de phosphore, possèdent une tête polaire neutre constituée d’une ou plusieurs unités glucidiques et sont des glycosphingolipides.

• Les gangliosides sont les sphingolipides les plus complexes et leurs têtes polaires contiennent plusieurs sucres, dont parfois l’acide N-acétylneuraminique ou acide sialique.

💡 Astuce mémo

Phosphoglycéride : glycérol ; sphingolipide : sphingosine

📖 5. Acides aminés et protéines

🔑 Notions clés & Définitions

• Protéine : Macromolécule présente dans toutes les cellules et tous les compartiments cellulaires, constituée d’un ensemble de 20 acides aminés liés par covalence selon des séquences caractéristiques.

• Liaison peptidique : Liaison amide formée entre deux acides aminés par élimination d’une molécule d’eau entre une fonction carboxylique et une fonction amine.
• Enzyme : Protéine spécialisée possédant une activité catalytique et constituant une unité fonctionnelle du métabolisme cellulaire.

★ À maîtriser

• Le résidu N-terminal possède une fonction α-aminée libre, tandis que le résidu C-terminal possède une fonction carboxylique libre.

• Les protéines globulaires sont compactes et généralement solubles, tandis que les protéines fibreuses sont allongées, insolubles dans l’eau et principalement structurales ou protectrices.

• L’apoenzyme est la partie protéique d’une enzyme, tandis que l’holoenzyme est l’enzyme catalytiquement active avec son cofacteur.

Compléments

• Une protéine conjuguée contient des acides aminés et un groupement prosthétique non protéique, tandis qu’une protéine simple ne contient que des acides aminés.

• Les six classes d’enzymes sont:

  • oxydoréductases
  • transférases
  • hydrolases
  • lyases
  • isomérases
  • ligases

💡 Astuce mémo

Acide aminé → peptide → polypeptide → protéine

📖 6. Acides nucléiques et expression génétique

🔑 Notions clés & Définitions

• Liaison phosphodiester : Relie le phosphate fixé au carbone 5’ d’un glucide au groupement hydroxyle en 3’ du glucide du nucléotide suivant.
• Traduction : Transforme l’information de la séquence de l’ARN messager en une séquence d’acides aminés grâce au code génétique, aux ribosomes et aux ARNt.

★ À maîtriser

• L’ADN contient quatre bases:
  • adénine
  • guanine
  • thymine
  • cytosine

📌 Un nucléoside associe une base azotée et un glucide, tandis qu’un nucléotide associe une base, un glucide et au moins un phosphate.

• Les quatre désoxynucléotides triphosphates sont:

  • dATP
  • dGTP
  • dCTP
  • dTTP

• Les deux brins de l’ADN forment une double hélice antiparallèle, avec les bases à l’intérieur, le squelette glucide-phosphate à l’extérieur et l’appariement A=T et G≡C. — Watson et Crick

📌 L’ARN diffère de l’ADN par la présence du ribose et de l’uracile à la place du 2-désoxyribose et de la thymine.

• La transcription copie l’information d’un gène de l’ADN vers un ARN grâce à l’ARN polymérase, qui se fixe sur une région promotrice et synthétise l’ARN dans le sens 5’→3’.

• Le code génétique lit l’ARNm par triplets appelés codons, dont le premier définit le cadre de lecture et permet trois cadres de lecture possibles.

• Avec quatre bases d’ARN, il existe $4^3=64$ codons, dont 61 codent un acide aminé et 3 sont des codons STOP : UAA, UAG et UGA.

Compléments

• Les trois types d’ARN sont:
  • ARN ribosomiques
  • ARN de transfert
  • ARN messagers

💡 Astuce mémo

ADN → transcription → ARN → traduction → protéine

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des principaux polysaccharides