Fiche de révision : Biomolécules et structures cellulaires

📋 Plan du Cours

1. Structure des acides aminés
2. Acides gras et lipides
3. Glycérides et phospholipides
4. Sphingolipides et stérols
5. Protéines et liaison peptidique
6. Vitamines et coenzymes
7. Paroi végétale et connexions cellulaires
8. Pectines de la paroi végétale

📖 1. Paroi végétale et connexions cellulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Plasmodesmes : Petits canaux qui relient directement le cytoplasme de deux cellules végétales voisines et persistent pendant toute la vie de la cellule.

★ À maîtriser

• La paroi primaire des cellules végétales contient 90 % de polysaccharides et 10 % de protéines et protège l’intérieur de la cellule.

• Les polysaccharides de la paroi comprennent:

  • 33 % de pectines
  • 27 % de cellulose
  • 30 % d’hémicellulose

📌 Le symplasme correspond à l’ensemble des cellules d’un tissu interconnectées par les plasmodesmes, tandis que l’apoplasme ne correspond pas à ce continuum cytoplasmique.

Compléments

• La lamelle moyenne est la zone la plus dense entre les cellules végétales et son épaisseur est d’environ une dizaine de micromètres.

💡 Astuce mémo

Symplasme connecté par plasmodesmes, apoplasme non connecté

📖 2. Pectines de la paroi végétale

🔑 Notions clés & Définitions

• Pectines : Polysaccharides acides constitués notamment de l’acide uronique GalA, comprenant 17 monosaccharides différents et participant à la formation de gels et à la régulation métabolique.
• Homogalacturonane : Chaîne linéaire d’α-D-GalA-(1→4), méthyl-estérifiée en C6 et acétylée en O-2 et O-3.
• Xylogalacturonane : Chaîne d’α-D-GalpA-(1→4) portant une ramification β-D-Xylp-(1→3).

★ À maîtriser

• Le rhamnogalacturonane de type I est une chaîne répétée de [α-L-Rhap-(1→4)-α-D-GalpA-(1→4)]n, avec n égal à 100 et un rapport GalA:Rha variable autour de 2:1.

• Le rhamnogalacturonane de type II est une chaîne d’α-D-GalA-(1→4) portant quatre chaînes latérales nommées A, B, C et D.

Compléments

• Ses chaînes latérales comprennent:
  • galactane
  • arabinane
  • arabinogalactane

💡 Astuce mémo

HG → xylogalacturonane → rhamnogalacturonanes

📖 3. Vitamines et coenzymes

🔑 Notions clés & Définitions

• Vitamines hydrosolubles : Vitamines qui permettent de former des coenzymes indispensables à certaines enzymes et qui ne sont pas stockées dans l’organisme.

★ À maîtriser

• La vitamine B1, ou thiamine, est associée au coenzyme pyrophosphate de thiamine.

• La vitamine B2, ou riboflavine, résulte de la condensation de la flavine et du ribitol, et permet d’obtenir les coenzymes FMN et FAD.

📐 Formule — Une demi-réaction d’oxydoréduction s’écrit $ox + e^- \rightleftharpoons red$, et une réaction globale peut s’écrire $ox_1 + red_2 \rightleftharpoons red_1 + ox_2$.

• L’hydrolyse de l’ATP entre les phosphates β et γ forme de l’ADP et libère de l’énergie, tandis que l’hydrolyse entre les phosphates α et β forme du PPi.

Compléments

• La vitamine B3 est l’acide nicotinique, ou niacine, et tous les organismes sont capables de la synthétiser notamment à partir du tryptophane.

💡 Astuce mémo

B1–TPP, B2–FMN/FAD, B3–NADP+

📖 4. Acides gras et lipides

🔑 Notions clés & Définitions

• Lipides : Molécules peu ou pas solubles dans l’eau qui possèdent au moins une chaîne aliphatique carbonée composée uniquement d’atomes de carbone et d’hydrogène.
• Acide gras : Lipide possédant un groupement carboxyle et constituant un acide faible.

★ À maîtriser

📌 Un acide gras saturé ne possède aucune double liaison, tandis qu’un acide gras insaturé possède au moins une double liaison.

• L’oléate est un acide gras monoinsaturé codé C18:1 Δ9, dont la double liaison se situe entre les carbones C9 et C10.

Compléments

• Le palmitate est un acide gras saturé codé C16:0 et le stéarate est un acide gras saturé codé C18:0.

• Le linoléate est codé C18:2 Δ9,12 et le linolénate est codé C18:3 Δ9,12,15; ils se trouvent notamment dans les huiles végétales.

💡 Astuce mémo

Saturé sans double liaison, insaturé avec double liaison

📖 5. Glycérides et phospholipides

🔑 Notions clés & Définitions

• Triacylglycéride : Molécules très hydrophobes qui servent de réserves d’énergie.

★ À maîtriser

• Les acides phosphatidiques sont des précurseurs de phospholipides auxquels un alcool est ajouté sur le phosphate, formant un phosphodiester.

• La phosphatidylcholine contient la choline comme alcool associé au phosphate, tandis que la phosphatidyléthanolamine contient l’éthanolamine.

Compléments

• Les acides phosphatidiques contiennent notamment un palmitate saturé et un oléate monoinsaturé.

💡 Astuce mémo

Glycérol + acides gras → diacyl → phosphate → phospholipide

📖 6. Sphingolipides et stérols

🔑 Notions clés & Définitions

• Sphingolipides : Famille de lipides membranaires.
• Stérols : Constituants biologiques des membranes.

★ À maîtriser

• La fixation du glucose sur un céramide forme un glucocérébroside, tandis que la fixation du galactose forme un galactocérébroside.

• Chez les animaux, le stérol membranaire principal est le cholestérol; chez les végétaux, c’est le phytostérol; chez les champignons, c’est l’ergostérol.

Compléments

• Le cholestérol possède 27 atomes de carbone et peut former un ester de cholestérol avec un acide gras comme l’oléate.

💡 Astuce mémo

Cholestérol animal, phytostérol végétal, ergostérol fongique

📖 7. Structure des acides aminés

🔑 Notions clés & Définitions

• Acide aminé : Un acide aminé possède un carbone central portant un groupement α-amine, un groupement α-carboxyle, un hydrogène et un radical R.

★ À maîtriser

• Il existe 20 acides aminés protéinogènes principaux, dont les propriétés physico-chimiques dépendent de leurs radicaux, notamment leur solubilité et leur charge à un pH donné.

📌 Les acides aminés L et D sont deux énantiomères possibles, mais les protéines humaines sont formées uniquement d’acides aminés L.

Compléments

• La synthèse des acides aminés D à partir des acides aminés L est possible, mais la conversion inverse des D vers les L ne l’est pas selon le cours.

• La réaction entre un acide et une amine forme une amide et une molécule d’eau; cette réaction est appelée amidation.

💡 Astuce mémo

Formes L humaines, formes D chez certaines bactéries

📖 8. Protéines et liaison peptidique

🔑 Notions clés & Définitions

• Protéine : Polymère linéaire d’acides aminés, généralement constitué de 100 à 300 acides aminés.
• Résidu : Acide aminé engagé dans une liaison peptidique qui a perdu son identité.

★ À maîtriser

📌 Un polypeptide est un polymère de quelques dizaines d’acides aminés, tandis qu’un peptide est formé de 2 à 50 acides aminés.

• 🔄 La formation d’une liaison peptidique comprend:
  1. engagement du groupement α-carboxyle
  2. engagement du groupement α-amine suivant
  3. formation de la liaison peptidique
  4. libération d’une molécule d’eau

Compléments

• Dans une protéine, l’extrémité N-terminale porte l’amine libre et l’extrémité C-terminale correspond à l’autre extrémité de la chaîne; la méthionine initiale est souvent éliminée.

• La liaison peptidique est rigide et plane et ne met en jeu que les groupements α-amine et α-carboxyle.

💡 Astuce mémo

N-ter → résidus peptidiques → C-ter

📊 Tableaux de synthèse

Principaux acides gras

Stérols selon les organismes