MACROMOLECULES

1. MACROMOLECULES PROTEINES ACIDES NUCLEIQUES

2. Molécules de PM > ou très largement > 1000 Structure complexe et précise à 3 ou 4 niveau d’organisation primaire, secondaire, tertiaire et quaternaire* forme définitive et souvent « active » de la molécule Responsables des fonctions les plus caractéristiques de la cellule vivante : assemblage des constituants cellulaires catalyse des transformations chimiques production de mouvements hérédité

3. Les fonctions des macromolécules  informations apportées par les macromolécules qui elles-mêmes  de l’enchaînement des sous-unités par liaisons covalentes  de la structure tridimensionelle  des interactions entre molécules ou entre différentes parties de la molécule par liaisons non covalentes (ioniques, hydrogènes ou de van der Waals)  Constante de liaison ou d’affinité

7. Processus d’interactions moléculaires • Diffusion • due à l’agitation thermique • Itinéraire aléatoire • distance proportionnelle à la racine carrée du temps • Mouvement constant • Translocation : mvt d’une molécule d’un endroit à un autre • Vibration : mvt rapide de va et vient d’atomes liés de façon covalente • rotations • Formation du complexe • Immédiate : vitesse de formation limitée par diffusion • Plus lente : nécessite des forces de liaison non covalentes Notion de constante d’équilibre (v formation et dissociation sont égales) = constante d’affinité

9. PROTEINES

10. Liaisonpeptidique:permet la construction des protéines à partir des 20 acides aminés

11. 1er acide aminé (Lysine) 129e acide aminé (Leucine) Ex. le lysosyme : 129 acides aminés Structure primaire de la protéine = ordre dans lequel sont placés les acides aminés.

12. Les protéines sont des molécules très variées: 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 piqués au hasard parmi les 20, il y aurait une chance sur 20129 d'obtenir du lysosyme.

13. Les protéines sont des molécules très variées: 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 piqués au hasard parmi les 20, il y aurait une chance sur 20129 d'obtenir du lysosyme.

14. La protéine assemblée se replie pour former une structure tridimensionnelle précise:

15. Hexokinase Insuline Lysosyme

16. Feuillet bêta Hélice alpha Pas de conformation régulière Figure 2.17 p. 50 Certaines parties de la protéine peuvent adopter une forme régulière = structure secondaire: Forme finale = structure tertiaire

17. Feuillets bêta Hélices alpha Acétylcholinestérase

18. Feuillets bêta en jaune Hélices alpha en violet

19. 2 chaînes  2 chaînes  Beaucoup de protéines sont formées de plusieurs chaînes d'acides aminés qui s'imbriquent les unes dans les autres = structure quaternaire Ex. Hémoglobine : 2 chaînes alpha et 2 chaînes bêta

20. Protéines globulaires et fibreuses (p. 51) La plupart des protéines ont une forme compacte (comme un petit nuage) = protéines globulaires Certaines sont longues et filiformes (formées d'une seule hélice alpha). Elles peuvent s'associer entre elles pour former des fibres résistantes = protéines fibreuses

21. chromatographie

22. Électrophorèse principe méthodes

25. Méthodes physiques d’analyse des protéines

26. Principales fonctions des protéines 1. Structure, support mécanique 2. Régulation du métabolisme 3. Mouvement 4.Transport de molécules 5. Défense de l'organisme 6. Transport membranaire 7. Métabolisme (les enzymes)

27. 1. Structure et support mécanique 2. Régulation 3. Mouvement 4.Transport 5. Immunité 6. Transport membranaire 7. Métabolisme Les protéines fibreuses forment des fibres résistantes. Ex. le collagène et la kératine

28. Collagène : formé de trois chaînes d'acides aminés imbriquées

29. Collagène = protéine la plus abondante de l'organisme. Collagène forme la peau (derme), les tendons, les ligaments, l'armature des os, etc.

30. Kératine : forme les ongles, la couche cornée de la peau, les plumes, les écailles, les sabots, etc.

31. 1. Structure 2. Régulation du métabolisme : les hormones 3. Mouvement 4.Transport 5. Immunité 6. Transport membranaire 7. Métabolisme La plupart des hormones sont des protéines Ex. L'insuline : 2 chaînes pour un total de 51 ac. Aminés La vasopressine : 1 chaîne courte de 9 ac. aminés N.B. Certaines hormones sont des stéroïdes

32. L'hémoglobine : transporte l'oxygène La myoglobine : transporte l'oxygène dans les muscles L'albumine sérique : transporte le gras dans le sang Mouvements dus à 2 protéines : l'actine et la myosine. Les cellules formant les muscles sont remplies de ces protéines. 1. Structure 2. Régulation 3. Mouvement 4. Transport 5. Immunité 6. Transport membranaire 7. Métabolisme

33. Beaucoup de substances chimiques traversent la membrane des cellules en passant par des canaux formés par des protéines. 1. Structure 2. Régulation 3. Mouvement 4. Transport 5. Immunité 6. Transport membranaire 7. Métabolisme Les anticorps (ou immunoglobulines) sont faits de protéines Anticorps IGE

34. Certaines protéines forment un canal pouvant s'ouvrir ou se fermer. Canal responsable de l'expulsion du chlore hors des cellules.

35. 1. Structure 2. Régulation du métabolisme 3. Mouvement 4.Transport 5. Immunité 6. Transport membranaire 7. Métabolisme : les enzymes La plupart des réactions chimiques qui se déroulent dans la cellule sont catalysées par des protéines spéciales: les enzymes. Enzyme = catalyseur Catalyseur = substance qui active une réaction chimique qui, sans le catalyseur, serait très lente ou impossible. Ex. Pourquoi le sucrose ne se défait-il pas en glucose et fructose dans votre café alors qu'il le fait rapidement dans votre intestin?

36. Figure 2.20, p. 54 Mode d'action d'une enzyme L'enzyme peut resservir à faire à nouveau la réaction

38. La cellule ne peut vivre qu'en effectuant des milliers de réactions chimiques différentes. Chaque réaction est catalysée par une enzyme spécifique. Quelques centaines des milliers de réactions qui se déroulent dans la cellule. Chaque point représente une substance chimique. Les traits entre les points représentent la transformation chimique d'une substance en une autre. Chacune de ces réactions est catalysée par une enzyme spécifique.

39. L'enzyme ne peut fonctionner que si elle possède une forme parfaitement adaptée à la ou aux molécules qu'elle catalyse. Les enzymes, comme toutes les protéines globulaires, peuvent se déformer = dénaturation de l'enzyme • Enzymes sensibles: • aux températures élevées • au pH trop élevé ou trop faible Une protéine dénaturée ne peut plus remplir sa fonction.

40. 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.

41. 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

42. ACIDES NUCLEIQUES ADN - ARN

43. Les acides nucléiques sont des polymères de nucléotides Présents chez tous les êtres vivants * *Cas particulier des virus chez lesquels peut se trouver un seul acide nucléique ADN = acide desoxyribonucléique molécule de l’hérédité ARN = acide ribonucléique molécule de la synthèse des protéines

44. Nucléosides et nucléotides

45. Structure d’une chaîne d’acide nucléique

46. ADN Contient sous forme codée toutes les informations relatives à la vie d'un organisme vivant, du plus simple au plus complexe, viral,procaryote ou eucaryote (bactérien,végétal,animal). Un organisme eucaryote est constitué de plusieurs milliers de milliards de cellules. Ces cellules ont toutes un rôle particulier, et forment les organes, les muscles, la peau... Dans chaque cellule on retrouve un noyau, et dans ce noyau, de l'ADN, le même ADN, quelle que soit la cellule. Sous forme de pelotes, l'ADN est aggloméré en chromosomes. L'homme en porte 23 paires dans ses cellules. Si le contenu de l'ADN humain était mis sous forme d'une encyclopédie, il faudrait à peu près 500 volumes de 800 pages chacun.

47. ADN Une molécule d'ADN se présente sous la forme d'une double hélice enroulée. Cette double hélice est une macromolécule composée de 150 milliards d'atomes. C'est en fait un motif identique tout le temps répété caractéristique de la composition des nucléotides : groupement phosphate, sucre (désoxyribose) base azotée, C'est d'ailleurs le sucre qui donne son nom à l'ADN, tout comme pour l'ARN l'acide ribonucléique.. Dans l'ensemble des 23 paires de chromosomes, on décompte approximativement trois milliards de bases azotées.

48. ADN structure Ce qui différencie un motif d'un autre est la nature de la base azotée. Le sucre et le phosphate sont identiques.

49. La forme en double hélice est due à l'existence de nombreuses interactions dans la molécule. • - à l’intérieur d’une simple chaîne  repliement en hélice. • entre chaque hélice : deux à deux, les bases azotées sont associées par liaisons hydrogènes. Ceci assure la stabilité de l'ensemble. • Cette capacité d’attraction spécifique a des conséquences importante dans les fonctions des acides nucléiques. On parle d’appariementdes bases • Il existe une interaction à deux liaisons hydrogènes entre Adénine et Thymine • Il existe une interaction à trois liaisons hydrogènes entre Guanine et Cytosine • Les trois structures classiques sont les formes A et B (la plus courante) composées d'hélices droites emmêlées en torsade, tandis que la forme Z est composée d'hélices gauches. • La forme B contient 10 bases par tour, un tour d'hélice correspond à 34Å.

50. Réplication de l’ADN L’ADN sert de matrice à sa propre duplication. La réplication s’effectue par polymérisation d’une nouvelle chaîne complémentaire sur chacune des chaînes parentales Comme le nucléotide A ne pourra réussir à s’apparier qu’avec T et G avec C, chaque brin d’ADN peut déterminer la séquence de nucléotides de son brin complémentaire. De cette façon, la double hélice d’ADN peut être copiée avec précision