le cours

Les Sens
*(1(5$/,7(6
8(
3DWULFNEDXFKDW#XQLYUHQQHVIU
%DWLPHQW $SRUWH
1
2
3
/$&(//8/(
Les molécules du vivant
Chaque être vivant contient des milliers de molécules
différentes.
On peut regrouper la plupart de ces molécules en 4 grandes
familles:
• Glucides (sucres ou hydrates de carbone)
• Lipides (gras, huiles et stéroïdes)
• Protéines
/DFKLPLHGXYLYDQW
/DFKLPLHGXYLYDQW
• Acides nucléiques
4
Monosaccharides
Les glucides
Sucres à 6 carbones (hexoses)
On divise les glucides en :
Glucose (C6H12O6)
• Monosaccharides (sucres simples)
Fructose (C6H12O6)
• Disaccharides (sucres doubles)
Galactose (C6H12O6)
• Polysaccharides
Certains sucres ont 5 carbones = pentoses
Disaccharides
Les monosaccharides peuvent se lier deux à deux :
6DFFKDURVH :
glucose + fructose
glucose-fructose + H2O
= réaction de condensation (p. 65) ou synthèse par
déshydratation (une molécule d'eau est libérée)
0DOWRVH : glucose - glucose
/DFWRVH : glucose - galactose
5
Pouvoir sucrant des glucides
Les dissaccharides ne
peuvent pas être directement
absorbés par le sang. Ils
doivent être séparés en
monosaccharides par
l'intestin.
• Saccharose :
100
• Fructose :
114
• Glucose :
69
• Galactose :
63
• Maltose :
46
• Lactose :
16
Polysaccharides (p. 66-68)
= polymères de glucoses (glu-glu-glu-glu….glu)
• Amidon
• Glycogène
• Cellulose
Ex. Intolérance au lactose
Le miel est formé d'un mélange d'eau (25%) et de
glucides (75%): glucose (25 à 35%), fructose (35
à 45%) et saccharose (5%)
Amidon
Glycogène
Cellulose
Formé de deux types de polymères :
amylose et amylopectine
Grain d'amidon
= forme sous laquelle les plantes
emmagasinent le glucose
Cellule de pomme de terre
Abondant dans les féculents
(céréales, pommes de terre,
légumineuses)
3HWLWVVDFVUHPSOLVG
DPLGRQGDQVOHVFHOOXOHV
G
XQHSRPPHGHWHUUH/
DPLGRQDLFLpWpFRORUpHQ
Digestion de l'amidon = transformation de l'amidon en
glucose
EOHXSDUGHO
LRGH
6
Amidon
Amidon
Glycogène
Cellulose
Semblable à l'amylopectine
= façon de faire de réserves de
glucose chez les animaux
Glycogène
= chaînes linéaires de glucose
Cellulose
Liaisons β (plutôt que ∝)
S'il y a des surplus de glucose dans
le sang :
glu + glu + glu +…+glu
glycogène
Le glycogène s'accumule dans le
foie et les muscles
S'il y a carence de glucose :
glycogène
glu + glu + glu +…+glu
Forme des fibres. Ces fibres se collent ensemble
pour former les tissus durs des végétaux.
Chaque cellule végétale est entourée
d'une paroi riche en cellulose.
Papier, bois, coton = cellulose
Les animaux ne
peuvent pas digérer
la cellulose: ne
peuvent pas briser
les liaisons β
Cellulose = composante importante des fibres alimentaires
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Cas particulier de la FKLWLQH
= polymère de glucoses aminés
(glucoses liés a un groupement
NH2) et imprégné de CaCO3
Forme la carapace extérieure
(exosquelette) des
Arthropodes (crustacés,
insectes, araignées, etc.).
Forme aussi la paroi rigide
des cellules des Mycètes
(champignons).
Rôle des glucides
• Structure : cellulose et chitine surtout
• Énergie
Tous les glucides peuvent se transformer en glucose.
Glucose = "carburant" dans la respiration cellulaire
1 glucose + 6 O2
6 CO2 + 6 H2O + Énergie
/HVOLSLGHV
• Triglycérides (graisses et huiles)
• Phospholipides (ou
phosphoglycérolipides)
• Stéroïdes
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Triglycérides (ou triacylglycérol) (p. 72)
= molécules formées de 1 glycérol lié à 3 acides gras
Gras saturés et gras insaturés :
Gras saturés:
On ne peut pas ajouter
d'hydrogène
On pourrait ajouter 2
hydrogènes en transformant la
liaison double en liaison simple.
/HVKXLOHVPRQRLQVDWXUpHV IDYRULVHQW
• Gras animal en général
• Solide à la température de la pièce
• Consommation liée à des problèmes cardio-vasculaires
Gras insaturés:
ODEDLVVHGHV/'/PDXYDLV
FKROHVWpURO
• Gras végétal en général (beaucoup d'exceptions
quand même)
Plusieurs doubles liaisons.
• Liquide à la température de la pièce
/HVKXLOHVSRO\LQVDWXUpHV IRQWEDLVVHU
OHV/'/PDLVDXVVLOHV+'/
.
9
2QGpVLJQHVRXYHQWOHVDFLGHVJUDV
LQVDWXUpVSDUOHFDUERQHGHODSUHPLqUH
GRXEOHOLDLVRQHQSDUWDQWGXJURXSHPHQW
PpWK\O&KDTXHFDUERQHHVWGpVLJQp SDU
Z
ODOHWWUHRPpJD
Z
$FLGH
HWOHQXPpURGHVD
SRVLWLRQ
/DSOXSDUWGHVJUDVLQVDWXUpVGDQVODGLqWH
Z
QRUGDPpULFDLQHVRQWGHW\SH
,OVHUDLW
DYDQWDJHX[VHORQSOXVLHXUVpWXGHV
Z
G
DXJPHQWHUODTXDQWLWpG
DFLGHJUDV
Z
$FLGH
GDQVODGLqWH
Z
2QUHWURXYHGHVDFLGHVJUDV
VXUWRXW
GDQVOHVSRLVVRQVJUDVG
HDXIURLGH
VDXPRQWUXLWHKDUHQJPDTXHUHDX
Z
$FLGH
Hydrogénation d'une huile insaturée:
Rôle principal des triglycérides:
= Réserve d'énergie
Surplus en lipides, glucides ou protéines
alimentaires peuvent se transformer en gras.
1 g graisse = 2 fois plus d'énergie que 1 g de glucide
10
Phosphoglycérolipides (ou phospholipides)
Groupement chimique
contenant du P et du N
Formé de :
• 1 glycérol
Glycérol
• 2 acides gras
• 1 groupement phosphate
Forment les membranes
des cellules (voir chapitre
suivant)
Comportement des phosphoglycérolipides face à l'eau:
Groupement
phosphate hydrophile
Acides gras
Les phosphoglycérolipides dans l'eau peuvent
s'assembler en une double membrane et former de
petites sphères (OLSRVRPHV)
La membrane des cellules est
formée d'une double couche
de phosphoglycérolipides
associés à d'autres molécules.
Acides gras
hydrophobes
11
Les stéroïdes
= molécules formées d'un squelette de 4 cycles de
carbone (noyau stérol).
Le plus connu =
FKROHVWpURODQLPDX[
VHXOHPHQW
• Entre dans la
composition des
membranes cellulaires.
• Sert à fabriquer
certaines hormones
(KRUPRQHVVWpURwGHV,
testostérone et
oestrogènes, par
exemple).
Les protéines
50% du poids sec de la plupart des cellules = protéines
Remplissent de nombreuses fonctions
Molécules les plus variées
Protéines = polymères d'acides aminés
Il y a 20 sortes différentes d'acides aminés
12
Liaison peptidique:
Ex. le lysosyme :
129 acides aminés
1er acide aminé (Lysine)
129e acide aminé (Leucine)
6WUXFWXUHSULPDLUH de la protéine =
ordre dans lequel sont placés les
acides aminés.
Les protéines sont des molécules très variées:
La protéine assemblée se replie pour former une structure
tridimensionnelle précise:
On peut imaginer:
3,6 millions de protéines différentes de 10 acides aminés
chacune,
1,3 milliards de 15 acides aminés,
15,5 milliards de 25 acides aminés.
Si on assemblait au hasard 129 acides aminés pigés
au hasard parmi les 20, il y aurait une chance sur
20129 d'obtenir du lysosyme.
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Facteurs responsables du repliement (81) :
• Effet hydrophobe
• Liaisons H
Hexokinase
• Liaisons ioniques
• Pont disulfures
Insuline
Lysosyme
Campbell, p.80
Certaines parties de la protéine peuvent adopter une
forme régulière = VWUXFWXUHVHFRQGDLUH:
Que se produirait-il si
on changeait, au
hasard, dans une
protéine donnée, un
acide aminé par un
autre?
Feuillets bêta
Feuillet bêta
Hélice alpha
Pas de
conformation
régulière
Forme finale =
VWUXFWXUH
WHUWLDLUH
Hélices alpha
$FpW\OFKROLQHVWpUDVH
14
Feuillets bêta en jaune
Hélices alpha en violet
Beaucoup de protéines sont formées de plusieurs chaînes
d'acides aminés qui s'imbriquent les unes dans les autres =
VWUXFWXUHTXDWHUQDLUH
Ex.
2 chaînes ∝
Hémoglobine : 2 chaînes
alpha et 2 chaînes bêta
2 chaînes β
Voir aussi le collagène dans Campbell, P. 82
Principales fonctions des protéines
1. Structure
2. Régulation
1. Structure
3. Mouvement
4.Transport
2. Régulation du métabolisme
5. Immunité
3. Mouvement
6. Transport
membranaire
4.Transport de molécules
7. Métabolisme
Les protéines peuvent
former des fibres ou des
tubes qui peuvent
s'assembler pour former
des structures solides.
Ex. le collagène et la kératine
5. Immunité
6. Transport membranaire
7. Métabolisme (les enzymes)
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Collagène : formé de trois
chaînes d'acides aminés
imbriquées
Collagène = protéine la
plus abondante de
l'organisme.
Collagène forme la peau (derme), les
tendons, les ligaments, l'armature des os,
etc.
Kératine : forme les ongles, la couche
cornée de la peau, les plumes, les
écailles, les sabots, etc.
16
1. Structure
1. Structure
2. Régulation du métabolisme : les KRUPRQHV
2. Régulation
3. Mouvement
3. Mouvement
4.Transport
5. Immunité
6. Transport membranaire
7. Métabolisme
La plupart des hormones sont des
protéines
Ex.
/
LQVXOLQH : 2 chaînes pour un
total de 51 ac. Aminés
La YDVRSUHVVLQH : 1 chaîne
courte de 9 ac. aminés
4. Transport
5. Immunité
6. Transport
membranaire
7. Métabolisme
Mouvements dus à 2 protéines :
l'actine et la myosine.
Les cellules formant les muscles
sont remplies de ces protéines.
/
KpPRJORELQH : transporte l'oxygène
La P\RJORELQH : transporte l'oxygène
dans les muscles
/
DOEXPLQHVpULTXH : transporte le gras
dans le sang
N.B. Certaines hormones sont des VWpURwGHV
1. Structure
2. Régulation
3. Mouvement
Les anticorps (ou immunoglobulines)
sont faits de protéines
4. Transport
5. Immunité
Certaines protéines
forment un canal
pouvant s'ouvrir ou se
fermer.
6. Transport
membranaire
7. Métabolisme
$QWLFRUSV,*(
Beaucoup de substances chimiques traversent la
membrane des cellules en passant par des canaux
formés par des protéines.
Canal responsable de l’expulsion du chlore hors des cellules.
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1. Structure
2. Régulation du
métabolisme
3. Mouvement
4.Transport
La plupart des réactions
chimiques qui se déroulent dans
la cellule sont FDWDO\VpHV par des
protéines spéciales: les
HQ]\PHV.
L'enzyme abaisse le niveau d'activation de la réaction
5pDFWLRQVDQVHQ]\PH
eQHUJLHG
DFWLYDWLRQ
5. Immunité
6. Transport
membranaire
GHODUpDFWLRQVDQV
HQ]\PH
Enzyme = catalyseur
eQHUJLHG
DFWLYDWLRQ
GHODUpDFWLRQDYHF
7. Métabolisme :
les enzymes
HQ]\PH
Catalyseur = substance qui active
une réaction chimique qui, sans le
catalyseur, serait très lente ou
impossible.
5pDFWLRQDYHFHQ]\PH
eQHUJLHGpJDJpH
SDUODUpDFWLRQ
Ex. synthèse ou digestion du saccharose
0RGHG
DFWLRQG
XQHHQ]\PH
L'enzyme peut resservir à faire à nouveau la réaction
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/(0e7$%2/,60(
Le ou les produits d’une première réaction chimique
sont souvent les réactifs d ’une autre réaction chimique.
Les réactions chimiques qui se déroulent
successivement forment une voie métabolique.
$
%
&
9RLHPpWDEROLTXHSULQFLSDOH
'
(
9RLHPpWDEROLTXH
+
VHFRQGDLUH
L'enzyme ne peut fonctionner que si elle possède une
forme parfaitement adaptée à la ou aux molécules
qu'elle catalyse.
Les enzymes peuvent se déformer = dénaturation de
l'enzyme
Enzymes sensibles:
• aux températures élevées
• au pH trop élevé ou trop faible
Chaque étape est catalysée par une enzyme
Les enzymes peuvent servir à assembler de petites molécules
en plus grosses = anabolisme
OU
à défaire de grosses molécules en plus petites = catabolisme
OU
à modifier des molécules en d'autres molécules semblables
(changer un glucose en fructose, par exemple)
Une enzyme donnée ne peut catalyser qu'une réaction
bien précise. Il y a donc autant d'enzymes différentes que
de réactions différentes.
,1+,%,7,21(1=<0$7,48(
6LWHDFWLI
Un substrat peut normalement se
lier au site actif de l’enzyme
Un LQKLELWHXUFRPSpWLWLI imite le
substrat et entre en compétition
avec lui pour s’introduire dans le
site actif.
,QKLELWHXU
FRPSpWLWLI
Un LQKLELWHXUQRQFRPSpWLWLI se
lie à l’enzyme et altère la
conformation de l’enzyme de
sorte que le site actif ne peut plus
s’associer au substrat.
,QKLELWHXUQRQFRPSpWLWLI
19
Protéine des aliments
Digestion
Notre alimentation
doit contenir des
protéines
Acides aminés
Circulation
Les cellules synthétisent leurs
protéines à partir des acides
aminés provenant de la
digestion
F
I
N
Nouvelle protéine
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