Fiche de révision : Biomolécules et fonctions vitales

📋 Plan du Cours

1. Éléments chimiques et organisation moléculaire
2. Protéines et fonctions biologiques
3. Lipides et acides gras
4. Glucides et réserves énergétiques
5. Acides nucléiques et information génétique
6. Eau et compartiments liquidiens
7. Ions et équilibre physiologique
8. Oligoéléments et radicaux libres

📖 1. Éléments chimiques et organisation moléculaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Ionisation : Le processus par lequel un atome perd ou gagne des électrons et devient un ion positif ou négatif.
• Molécule : Une combinaison d’atomes, comme H₂O, O₂ ou CH₄.
• Macromolécule : Une molécule de très grande taille, de structure polymérique, constituée par l’assemblage d’éléments de nature identique.

📝 Points essentiels

• Les éléments majeurs sont :
  • l’oxygène
  • le carbone
  • l’hydrogène
  • l’azote

📖 2. Protéines et fonctions biologiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Protéine : Une macromolécule dont l’unité de base est l’acide aminé et dont les atomes constitutifs sont le carbone, l’hydrogène, l’oxygène, l’azote et parfois le soufre.

★ À maîtriser

• Les principaux composés organiques sont :

  • les protéines
  • les lipides
  • les glucides
  • les acides nucléiques

• Il existe 20 acides aminés distincts, dont 8 sont essentiels parce que l’organisme ne peut pas les fabriquer et doit les recevoir par l’alimentation.

• Le changement d’un seul acide aminé ou de leur ordre d’enchaînement peut modifier les propriétés d’une protéine en changeant sa structure.

• Les protéines assurent sept fonctions principales :

  • le rôle structural
  • le mouvement
  • le transport
  • le messager chimique
  • la réception de signaux
  • la défense de l’organisme
  • la catalyse enzymatique

Compléments

• Le collagène, protéine la plus abondante de l’organisme, est présent autour de la plupart des organes dans le tissu conjonctif et permet notamment aux artères de résister à la pression sanguine.

📖 3. Lipides et acides gras

🔑 Notions clés & Définitions

• Lipides : Des molécules composées de carbone, d’hydrogène et d’oxygène, parfois de phosphore, et sont hydrophobes, donc non solubles dans l’eau.

★ À maîtriser

• Les quatre grands groupes de lipides sont :

  • les acides gras
  • les triglycérides
  • les phospholipides
  • les stéroïdes

• Les oméga-3 et les oméga-6 sont des acides gras polyinsaturés essentiels que l’organisme ne peut pas fabriquer et qui doivent être apportés par l’alimentation.

• Un rapport alimentaire de 5 oméga-6 pour 1 oméga-3 est préconisé pour diminuer le risque de pathologie cardiovasculaire, tandis que l’alimentation des pays occidentaux présente un rapport de 10 à 30 oméga-6 pour 1 oméga-3, associé à une majoration du risque cardiovasculaire.

• Les triglycérides sont fabriqués dans le foie à partir des surplus de glucose et d’acides gras, stockés dans les adipocytes et servent surtout de réserve énergétique.

• Un gramme de lipides fournit 9 kcal, contre 4 kcal pour un gramme de glucides ou de protides et 7 kcal pour un gramme d’alcool.

Compléments

📌 Les acides gras saturés sont associés aux graisses animales et à certaines huiles végétales et sont solides à température ambiante, tandis que les acides gras mono-insaturés sont notamment présents dans les huiles d’olive, d’avocat et de noix.

📖 4. Glucides et réserves énergétiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Glucides : Des composés constitués de carbone, d’hydrogène et d’oxygène, classés en glucides simples et complexes.
• Polysaccharides : Des macromolécules formées par la polymérisation de monosaccharides.

★ À maîtriser

• Le glucose, le fructose et le galactose sont des glucides simples qui peuvent s’assembler pour former le saccharose, le lactose ou le maltose.

• Les glucides ont un rôle énergétique de 4 kcal/g et un rôle structural, notamment par le ribose de l’ARN.

• Le glycogène est le principal polysaccharide du corps humain et constitue une forme de réserve du glucose dans le foie et les muscles.

Compléments

📌 L’amidon est un polymère de glucose constituant une réserve glucidique végétale présente dans l’alimentation, tandis que la cellulose est une réserve végétale non digestible par l’homme, éliminée dans les selles comme fibre alimentaire.

📖 5. Acides nucléiques et information génétique

★ À maîtriser

• Les deux principaux acides nucléiques sont l’acide désoxyribonucléique (ADN) et l’acide ribonucléique (ARN), supports de l’information génétique.

• Les acides nucléiques sont des macromolécules constituées de nucléotides, eux-mêmes composés d’une base contenant de l’azote, d’un sucre et de phosphore.

📌 Dans l’ADN, le sucre est le désoxyribose et la molécule forme une double hélice, tandis que l’ARN contient du ribose et présente une structure simple brin repliée sur elle-même.

• L’expression d’un gène est une suite de réactions chimiques faisant intervenir l’ADN, les différents types d’ARN et des acides aminés, et aboutissant à la synthèse d’une protéine.

Compléments

• L’ARN comprend l’ARN messager, l’ARN de transfert et l’ARN ribosomique, qui ont des structures et des rôles dans l’expression des gènes.

• La séquence des acides aminés d’une protéine est définie par l’enchaînement des bases constituant l’ADN.

💡 Astuce mémo

ADN double brin, ARN simple brin

📖 6. Eau et compartiments liquidiens

★ À maîtriser

• La molécule d’eau est composée de deux atomes d’hydrogène et d’un atome d’oxygène : $\mathrm{H_2O}$.

• Les compartiments liquidiens comprennent :

  • le milieu intracellulaire
  • le liquide interstitiel
  • la lymphe canalisée
  • le plasma

• L’eau sert de solvant et transporte les nutriments, l’oxygène et les déchets dans l’organisme.

Compléments

• Le liquide intracellulaire, ou cytosol, contient 75 à 90 % d’eau et des substances participant aux réactions du métabolisme, notamment des hormones, des enzymes et des ions.

• Le plasma sanguin, obtenu après retrait des plaquettes et des globules blancs et rouges, contient 91,5 % d’eau.

• Le liquide interstitiel se situe entre les capillaires sanguins et les cellules, et son surplus est drainé par le système lymphatique avant que la lymphe soit réintégrée dans le sang au niveau de la veine sous-clavière droite.

📖 7. Ions et équilibre physiologique

📝 Points essentiels

• Les rôles physiologiques des ions cités comprennent :
  • le maintien de l’équilibre hydro-électrique
  • la genèse de l’influx nerveux
  • le transport à travers la membrane cellulaire
  • la contraction musculaire

📌 Le sodium est le principal cation du milieu extracellulaire, tandis que le potassium est le principal cation du milieu intracellulaire.

📖 8. Oligoéléments et radicaux libres

🔑 Notions clés & Définitions

• Oligoéléments : Des éléments d’origine minérale présents en quantité infime, indispensables aux mécanismes vitaux et que le corps ne peut pas synthétiser.
• Radicaux libres : Des molécules instables qui, en excès, provoquent un stress oxydatif et accélèrent le vieillissement cellulaire.

📝 Points essentiels

• Les oligoéléments cités sont :

  • l’aluminium
  • le cuivre
  • le zinc
  • le fluor
  • l’iode
  • le chrome
  • le cobalt

• Les radicaux libres peuvent être produits naturellement lors du métabolisme ou de la respiration cellulaire, ou provenir de facteurs exogènes tels que l’exposition cellulaire, la pollution et le tabagisme.

• Les antioxydants neutralisent les radicaux libres et protègent l’ADN, les membranes cellulaires et les protéines, tout en réduisant les risques cardiovasculaires et cutanés.

💡 Astuce mémo

Excès de radicaux libres → stress oxydatif