Fiche de révision : Chimie biologique et biochimie

📋 Plan du Cours

1. Atomes ions et tableau périodique
2. Nucléides et radioactivité
3. Eau pressions et osmose
4. Équilibre ionique et pH
5. Acides aminés et protéines
6. Enzymes vitamines et coenzymes
7. Glucides et métabolisme énergétique
8. Lipides et acides gras
9. Triglycérides et cholestérol
10. Transport lipidique et bilan
11. Acides nucléiques
12. Réplication de l’ADN

📖 1. Atomes ions et tableau périodique

🔑 Notions clés & Définitions

• Ion : Entité provenant d’un atome ou d’un groupement d’atomes ayant gagné ou perdu un ou plusieurs électrons.
• Liaison ionique : Interaction électrostatique entre un cation et un anion, comme Na+ et Cl−.

★ À maîtriser

📌 Un anion est un ion chargé négativement, tandis qu’un cation est un ion chargé positivement.

Compléments

• Les alcalins, sauf l’hydrogène, donnent des ions monovalents, les alcalino-terreux donnent des ions bivalents et les halogènes donnent des anions.

💡 Astuce mémo

Cation positif, anion négatif

📖 2. Nucléides et radioactivité

🔑 Notions clés & Définitions

• Nucléide : Possède un nombre bien défini de protons et de neutrons, avec Z égal au nombre de protons et A égal au nombre de protons plus de neutrons.
• Radioactivité : Isotope dont le noyau est instable en raison d’un déséquilibre trop important entre le nombre de protons et de neutrons.
• Demi-vie : Temps au bout duquel la moitié des noyaux d’une population se désintègrent en émettant un rayonnement.

📝 Points essentiels

📌 Le rayonnement alpha est peu pénétrant et arrêté par une feuille de papier, le rayonnement bêta est pratiquement arrêté par 1 cm de plexiglas et le rayonnement gamma nécessite une protection épaisse en plomb.

💡 Astuce mémo

Déséquilibre proton-neutron → instabilité radioactive

📖 3. Eau pressions et osmose

🔑 Notions clés & Définitions

• Osmose : Passage d’un solvant à travers une membrane semi-perméable séparant deux compartiments de concentrations différentes en soluté.
• Pression oncotique : Pression osmotique due à une différence de concentration en protéines plasmatiques de part et d’autre d’une membrane imperméable aux grosses protéines.

📝 Points essentiels

• L’eau représente environ 60 % du poids corporel, dont environ 40 % dans le compartiment intracellulaire et 20 % dans le compartiment extracellulaire.

📌 Une solution isotonique a la même concentration en solutés de part et d’autre de la membrane et n’entraîne pas de mouvement d’eau, tandis qu’une solution hypotonique est moins concentrée que le milieu intracellulaire.

💡 Astuce mémo

Différence de solutés → déplacement de l’eau

📖 4. Équilibre ionique et pH

📝 Points essentiels

• Dans le liquide extracellulaire, le cation majeur est Na+ et les anions majeurs sont Cl− et HCO3−, tandis que dans le liquide intracellulaire le cation majeur est K+ et les anions majeurs sont des protéines chargées négativement.

• Les concentrations plasmatiques de référence sont de 135 à 145 mmol/L pour Na+, de 3,8 à 5,2 mmol/L pour K+, de 95 à 110 mmol/L pour Cl− et de 23 à 27 mmol/L pour HCO3−.

📐 Formule — Le trou anionique se calcule par TA = \[Na^+\] - \[Cl^- + HCO_3^-\] et sa valeur de référence est de 12 ± 4 mmol/L, ou de 16 ± 4 mmol/L si K+ est pris en compte.

💡 Astuce mémo

Liquide extracellulaire : sodium ; liquide intracellulaire : potassium

📖 5. Acides aminés et protéines

🔑 Notions clés & Définitions

• Acide aminé : Monomère des protéines et peut aussi être transformé en médiateurs par une modification chimique.
• Phénylcétonurie : Déficit en phénylalanine-hydroxylase qui entraîne une accumulation de phénylalanine et une diminution de la tyrosine.

📝 Points essentiels

• Les acides aminés essentiels doivent être apportés par l’alimentation car l’organisme ne les synthétise pas tous.

• La tyrosine peut être transformée successivement en DOPA, dopamine, noradrénaline puis adrénaline.

💡 Astuce mémo

Acides aminés → peptides → protéines

📖 6. Enzymes vitamines et coenzymes

🔑 Notions clés & Définitions

• Enzyme : Protéine possédant une activité catalytique qui transforme un substrat en produit et accélère les réactions biologiques.
• Coenzyme : Molécule auxiliaire nécessaire au fonctionnement de certaines enzymes et souvent dérivée d’une vitamine.

📝 Points essentiels

• L’ALAT prédomine dans le foie tandis que l’ASAT prédomine dans les muscles, et l’augmentation des transaminases sanguines témoigne d’une lésion cellulaire possible du foie, du cœur, des muscles ou des reins.

📌 Les vitamines hydrosolubles comprennent notamment les vitamines B et C, tandis que les vitamines liposolubles comprennent les vitamines A, D, E et K, qui peuvent s’accumuler dans les tissus.

💡 Astuce mémo

Coenzyme disponible → réaction enzymatique facilitée

📖 7. Glucides et métabolisme énergétique

📝 Points essentiels

• Les glucides sont des hydrates de carbone de formule générale $C_n(H_2O)\_n$.

• La glycémie normale à jeun est comprise entre 0,7 et 1,1 g/L, tandis qu’une glycémie à jeun supérieure ou égale à 1,26 g/L à deux reprises permet de retenir le diabète.

• La glycolyse dégrade un glucose à six carbones en deux pyruvates à trois carbones et produit un bilan net de 2 ATP en conditions anaérobies.

📌 Le glycogène est une forme de stockage du glucose chez les animaux, et sa dégradation dans le foie libère du glucose dans le sang alors que sa dégradation musculaire fournit de l’ATP au muscle.

💡 Astuce mémo

Glucose → pyruvate → acétyl-CoA → ATP

📖 8. Lipides et acides gras

🔑 Notions clés & Définitions

• Acide gras : Monoacide organique possédant une longue chaîne carbonée d’au moins quatre carbones.

★ À maîtriser

📌 Un acide gras saturé ne possède aucune double liaison, un acide gras monoinsaturé en possède une et un acide gras polyinsaturé en possède plusieurs.

• Chez l’être humain, l’acide linoléique 18:2 n-6 et l’acide α-linolénique 18:3 n-3 sont indispensables car ils ne peuvent pas être synthétisés par l’organisme.

Compléments

• La dégradation de l’acide stéarique C18:0 fournit 146 ATP et celle de l’acide palmitique C16:0 fournit 129 ATP.

💡 Astuce mémo

Saturé sans double liaison, insaturé avec double liaison

📖 9. Triglycérides et cholestérol

🔑 Notions clés & Définitions

• Triglycéride : Contient trois acides gras, éventuellement différents, estérifiés avec un glycérol et constitue la principale forme de stockage des lipides chez les animaux.
• Cholestérol : Lipide de la famille des stérols qui participe à la stabilité et à la fluidité des membranes et constitue un précurseur des hormones stéroïdiennes et des acides biliaires.

★ À maîtriser

• La triglycéridémie normale est inférieure à 1,70 mmol/L, soit environ 1,4 g/L.

Compléments

• Environ 70 % du cholestérol est synthétisé par l’organisme et le reste provient de l’alimentation.

💡 Astuce mémo

Triglycérides : énergie ; cholestérol : membranes et précurseur

📖 10. Transport lipidique et bilan

🔑 Notions clés & Définitions

• Lipoprotéine : Structure composée de protéines et de lipides qui permet aux triglycérides et au cholestérol hydrophobes de circuler dans le sang aqueux.

📝 Points essentiels

• Les principales lipoprotéines ont les rôles suivants:
  • Chylomicrons : transportent les triglycérides issus de la digestion
  • VLDL : distribuent les triglycérides synthétisés par le foie
  • LDL : distribuent le cholestérol aux tissus
  • HDL : ramènent le cholestérol vers le foie

📐 Formule — Le LDL-cholestérol peut être calculé par la formule de Friedewald $LDLc = CT - HDLc - \\frac{TG}{5}$, lorsque les triglycérides sont inférieurs à 4 g/L.

💡 Astuce mémo

Chylomicron → VLDL → LDL ; HDL revient au foie

📖 11. Acides nucléiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Nucléotide : Associe une base azotée à un ose lui-même associé à un ou plusieurs groupes phosphates.

📝 Points essentiels

📌 L’ADN contient généralement les bases A, T, C et G, tandis que l’ARN contient généralement A, U, C et G.

• Dans un double brin, les bases s’associent de manière complémentaire et antiparallèle : A avec T dans l’ADN, A avec U dans l’ARN, et C avec G par trois liaisons hydrogène contre deux pour A-T.

📌 L’ADN est le support de l’information génétique et de l’hérédité, tandis que les ARN peuvent assurer des fonctions structurales, de transfert, messagères ou régulatrices.

💡 Astuce mémo

ADN : thymine ; ARN : uracile

📖 12. Réplication de l’ADN

🔑 Notions clés & Définitions

• Réplication semi-conservative : Conserve un brin de l’ADN initial dans chaque ADN fils, ce brin servant de matrice pour synthétiser un nouveau brin.

📝 Points essentiels

• L’ADN-polymérase réalise la polymérisation des nouveaux brins d’ADN et possède une partie en forme de collier qui lui permet de suivre le brin.

📌 Chez les procaryotes, l’ADN circulaire possède une seule origine de réplication donnant deux fourches opposées, tandis que chez les eucaryotes l’ADN linéaire possède plusieurs milliers d’origines chez l’être humain.

💡 Astuce mémo

Origine → fourches → brins fils

📊 Tableaux de synthèse

Principales lipoprotéines