Fiche de révision : Introduction à la biochimie

📋 Plan du Cours

1. Définition et unicité du vivant
2. Origine des molécules du vivant
3. Molécules essentielles du vivant
4. Structure et propriétés de l’eau
5. Solvatation et hydrophilie
6. Interactions de faible énergie

📖 1. Définition et unicité du vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Vie : État organique caractérisé par la capacité de reproduction, de métabolisme et de réaction aux stimuli externes.

★ À maîtriser

• L’unicité biochimique du vivant repose sur le partage de mêmes types de molécules par les organismes vivants.

• Les cellules vivantes contiennent généralement 60 à 90 % d’eau, qui constitue le solvant de la vie.

Compléments

• Les grandes catégories moléculaires du vivant comprennent:
  • les protéines
  • les lipides
  • les polysaccharides
  • les métabolites
  • l’ADN, ou acide désoxyribonucléique

💡 Astuce mémo

MRR : métabolisme, reproduction, réaction aux stimuli

📖 2. Origine des molécules du vivant

★ À maîtriser

• Selon la théorie d’Oparine (1894-1980) et Haldane (1892-1964), l’origine de la vie s’inscrit dans une évolution chimique impliquant notamment l’électricité, la chaleur et les rayonnements ultraviolets.

• En 1953, Stanley Miller réalise une expérience simulant une atmosphère primitive composée de méthane, d’ammoniaque, d’hydrogène et de vapeur d’eau, soumise à des décharges électriques.

• 🔄 La complexification de la vie comprend: une évolution chimique, le passage à un système héréditaire fondé sur l’ADN double brin, une séparation entre la réplication du matériel informatif et la synthèse des protéines

• Le premier organisme vivant est désigné par l’acronyme LUCA, qui signifie Last Universal Common Ancestor.

Compléments

• L’expérience de Miller a produit notamment (Stanley Miller, 1953): de l’alanine à 790 micromoles par litre, de la glycine à 440 micromoles par litre, de l’acide aspartique à 34 micromoles par litre, de la valine à 20 micromoles par litre, de la leucine à 11 micromoles par litre, de l’acide glutamique à 8 micromoles par litre

• Des expériences ultérieures ont produit des bases pyrimidiques, des sucres et 18 des 20 acides aminés rencontrés dans les organismes vivants.

💡 Astuce mémo

Énergie → molécules → complexification → LUCA

📖 3. Molécules essentielles du vivant

📝 Points essentiels

• Les molécules essentielles du vivant comprennent: l’eau, les glucides, oligosaccharides et polysaccharides, les acides gras et les lipides, les acides aminés et les protéines, les acides nucléiques

• Les glucides assurent des fonctions énergétiques et structurales, les acides gras et les lipides des fonctions énergétiques et membranaires, les protéines des fonctions énergétiques et structurales, et les acides nucléiques le stockage et le transfert de l’information.

• Les principaux atomes du vivant sont:
  • le carbone
  • l’hydrogène
  • l’oxygène
  • l’azote

💡 Astuce mémo

CHON : carbone, hydrogène, oxygène, azote

📖 4. Structure et propriétés de l’eau

🔑 Notions clés & Définitions

• Eau : Solvant de la vie et milieu des systèmes chimiques des organismes vivants, qui sont en phase aqueuse.

★ À maîtriser

• Dans l’eau solide, chaque molécule d’eau forme quatre liaisons hydrogène dans une structure cristalline comparable à un échafaudage.

• La glace est moins compacte que l’eau liquide et sa densité est de 0,916 kg/l.

Compléments

• La glace flottant à la surface d’un étang forme une couche isolante qui réduit les échanges de chaleur avec l’air froid.

💡 Astuce mémo

Glace moins dense que l’eau liquide

📖 5. Solvatation et hydrophilie

📝 Points essentiels

• La nature extrêmement polaire de l’eau lui permet de dissoudre les substances ionisables comme les sels et le chlorure de sodium NaCl.

• Les substances non ionisables polaires dissoutes par l’eau comprennent:

  • les oses
  • les alcools
  • les amines
  • les carbonyles

📌 Les composés hydrophiles interagissent avec l’eau et peuvent s’y dissoudre, tandis que les composés hydrophobes sont des composés non polaires non chargés que l’eau ne peut pas dissoudre.

💡 Astuce mémo

Hydrophile se dissout dans l’eau, hydrophobe l’évite

📖 6. Interactions de faible énergie

📝 Points essentiels

• Les interactions de faible énergie sont individuellement faibles mais leur effet cumulatif permet la souplesse et la dynamique conformationnelle des molécules.

• Les interactions de faible énergie permettent la reconnaissance entre les macromolécules et des contacts brefs entre les molécules du vivant.

• L’appariement complémentaire des bases d’un brin d’ADN avec celles de l’autre brin dépend de liaisons hydrogène.

💡 Astuce mémo

Interactions faibles cumulées → reconnaissance et souplesse moléculaires

📊 Tableaux de synthèse

Fonctions des molécules essentielles