QCM : Réactivité des biomolécules — 21 questions

Explication

L’effet inductif est une polarisation électronique transmise le long des liaisons σ en raison d’une différence d’électronégativité. Le déplacement d’électrons π ou de doublets non liants relève plutôt de l’effet mésomère.

Explication

Un substituant moins électronégatif que l’hydrogène exerce un effet +I, c’est-à-dire qu’il repousse la densité électronique vers le squelette carboné. L’effet −I correspond au contraire à une attraction des électrons.

Explication

L’effet mésomère implique le déplacement d’électrons π ou de doublets non liants dans un système conjugué et étend ainsi la conjugaison. La polarisation des liaisons σ correspond à l’effet inductif.

Explication

Lorsque les effets sont opposés, l’effet +M domine généralement l’effet −I. Les halogènes constituent une exception mentionnée, car leur effet −I domine leur effet +M.

Explication

Un nucléophile, qu’il soit anionique ou neutre, fournit deux électrons au substrat afin de former une nouvelle liaison. L’acceptation de cette paire électronique caractérise l’électrophile.

Explication

Un électrophile, cationique ou neutre, accepte une paire de deux électrons provenant du substrat pour former une nouvelle liaison. Le don de cette paire électronique est le rôle du nucléophile.

Explication

Dans cette réaction, le nucléophile $\mathrm{Nu^-}$ fournit une paire d’électrons et l’électrophile $\mathrm{E^+}$ la reçoit pour former la liaison $\mathrm{Nu-E}$. L’électrophile est donc l’accepteur électronique, et non le donneur.

Explication

Les réactions de laboratoire ont souvent une faible spécificité, alors que les enzymes du vivant confèrent une très haute spécificité du substrat. Les autres propositions inversent ou mélangent les caractéristiques des deux contextes.

Explication

L’eau, la température de l’organisme, l’intervention d’une enzyme et la très haute spécificité sont caractéristiques des réactions du vivant. Les réactions de laboratoire emploient plus souvent des solvants organiques, des catalyseurs simples et une spécificité moindre.

Explication

Dans une substitution nucléophile, le nucléophile remplace le groupe partant sur un carbone électrophile sans modifier son hybridation. L’augmentation de l’hybridation caractérise plutôt l’addition nucléophile.

Explication

La substitution comporte la rupture de la liaison entre le carbone et le groupe partant ainsi que la formation de la liaison carbone-nucléophile, de façon successive ou simultanée. La fixation sur une insaturation sans groupe partant relève plutôt d’une addition.

Explication

La méthylation est une substitution nucléophile qui transfère un groupe $\mathrm{CH_3}$ à un nucléophile. Un groupe phosphate intervient dans la phosphorylation, tandis qu’un groupe carbonyle est associé à d’autres transformations.

Explication

La S-adénosylméthionine fournit le groupe méthyle, puis devient de l’adénosylhomocystéine ; la liaison C–S est rompue et une liaison C–N se forme avec la lysine. Les autres propositions attribuent à tort un phosphate, un carbonyle ou une transformation inverse.

Explication

L’addition nucléophile combine le nucléophile avec une insaturation, généralement au niveau d’un carbone de $\mathrm{C=O}$, et augmente l’hybridation de ce carbone. Le remplacement d’un groupe partant avec conservation de l’hybridation correspond à une substitution.

Explication

La cyclisation en hémiacétal nécessite soit un nucléophile puissant, soit la protonation du groupe X, ce qui augmente le caractère électrophile du carbone. Une diminution de l’électrophilie rendrait au contraire l’addition moins favorable.

Explication

Ces réactions suivent une addition nucléophile suivie d’une élimination, ce qui produit respectivement un ester ou un phosphoester. L’élimination n’est donc pas l’étape initiale de ce mécanisme.

Explication

L’OH libre en position 3′ de la chaîne en croissance attaque le phosphore 5′ du nouveau nucléotide triphosphate, puis le pyrophosphate est éliminé sous l’action de l’ADN polymérase. Le phosphate 5′ appartient au nouveau nucléotide, tandis que l’OH 3′ appartient à la chaîne déjà formée.

Explication

La maturation du pré-ARNm associe la pose d’une coiffe en 5′, l’excision des introns et la polyadénylation en 3′. Les exons sont conservés et assemblés, contrairement aux introns qui sont retirés.

Explication

Le triphosphate terminal en 5′ est d’abord converti en diphosphate, puis un GTP est transféré pour former la coiffe triphosphate; la guanine est ensuite méthylée en N7 par une méthyltransférase utilisant la SAM. La coupure en monophosphate par des exonucléases empêche le coiffage au lieu de le préparer.

Explication

L’amidification consiste en l’attaque d’un électrophile acylé par une amine nucléophile, suivie de l’élimination d’un groupe partant pour donner une liaison amide. L’estérification met en jeu un alcool et conduit à un ester, ce qui constitue la confusion la plus proche.

Explication

Dans ces deux réactions, une amine attaque un électrophile acylé et forme une liaison amide; l’acétyl-CoA intervient notamment dans l’acétylation des histones, tandis qu’un ester activé intervient dans la synthèse peptidique. La phosphorylation ajoute un groupe phosphate et ne correspond donc pas au mécanisme d’acétylation.