Le rôle des métaux
en biologie
14.1
Introduction
Les métaux jouent un rôle majeur dans toutes les cellules vivantes.
Pratiquement tous les métaux que l'on retrouve dans les organismes
vivants sont sous une forme ionique, soit pris en charge par des biomolécules, soit à l'état libre en solution. Dans les biomolécules, les
métaux sont retenus par des liaisons ioniques ou encore coordinatives,
tandis qu'en solution, les ions métalliques font le plus souvent partie
de complexes. Les métaux appartiennent essentiellement à deux vastes
catégories : les métaux alcalins ou alcalino-terreux d'une part et les
métaux de transition d'autre part. D'autres métaux, tel le sélénium,
jouent également un rôle, mais alors mineur, dans la machinerie du
vivant. Quant aux fonctions exercées par tous ces métaux au sein des
organismes vivants, elles sont très diversifiées, allant de l'osmorégulation aux transports de charges électriques, notamment lors des processus redox, en passant par leur intervention dans des cofacteurs
d'enzymes ou de protéines en général. Des métaux entrent également
dans la composition de certains tissus comme le tissu osseux. De nombreux métaux présentent une toxicité avérée pour les êtres vivants et,
même certains métaux qualifiés d'essentiels deviennent toxiques si leur
apport alimentaire est excessif.
14.2
Propriétés générales des métaux en biologie
En solution, les métaux se trouvent presque toujours dispersés sous
forme d'ions. On peut s·e rendre compte de l'importance des éléments
métalliques en biochimie en réexaminant les tableaux 1.1 et 1.2. Dans
ces tableaux, les éléments suivants sont des métaux:
•
Métaux d'importance majeure : sodium, potassium et calcium
•
Métaux présents en tant qu' oligoéléments : sélénium, magnésium,
manganèse, fer, cobalt, cuivre, zinc et molybdène.
Ces métaux peuvent également être subdivisés en deux catégories
principales : les métaux de transition et les métaux appartenant aux
groupes principaux, qui comprennent les métaux alcalins et alcalinoterreux. Une description sommaire des propriétés classiques de ces deux
catégories de métaux sera présentée dans les sections 14.3 et 14.4.
Les métaux forment des ions en solution. On peut écrire comme
suit l'équation générale explicitant la formation des ions métalliques
dans l'eau :
14
'f
en biologie
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Introduction
Les métaux jouent un rôle majeur dans toutes les cellules vivantes.
Pratiquement tous les métaux que l'on retrouve dans les organismes
vivants sont sous une forme ionique, soit pris en charge par des biomolécules, soit à l'état libre en solution. Dans les biomolécules, les
métaux sont retenus par des liaisons ioniques ou encore coordinatives,
tandis qu'en solution, les ions métalliques font le plus souvent partie
de complexes. Les métaux appartiennent essentiellement à deux vastes
catégories : les métaux alcalins ou alcalino-terreux d'une part et les
métaux de transition d'autre part. D'autres métaux, tel le sélénium,
jouent également un rôle, mais alors mineur, dans la machinerie du
vivant. Quant aux fonctions exercées par tous ces métaux au sein des
organismes vivants, elles sont très diversifiées, allant de l'osmorégulation aux transports de charges électriques, notamment lors des processus redox, en passant par leur intervention dans des cofacteurs
d'enzymes ou de protéines en général. Des métaux entrent également
dans la composition de certains tissus comme le tissu osseux. De nombreux métaux présentent une toxicité avérée pour les êtres vivants et,
même certains métaux qualifiés d'essentiels deviennent toxiques si leur
apport alimentaire est excessif.
14.2
Propriétés générales des métaux en biologie
En solution, les métaux se trouvent presque toujours dispersés sous
forme d'ions. On peut s·e rendre compte de l'importance des éléments
métalliques en biochimie en réexaminant les tableaux 1.1 et 1.2. Dans
ces tableaux, les éléments suivants sont des métaux:
•
Métaux d'importance majeure : sodium, potassium et calcium
•
Métaux présents en tant qu' oligoéléments : sélénium, magnésium,
manganèse, fer, cobalt, cuivre, zinc et molybdène.
Ces métaux peuvent également être subdivisés en deux catégories
principales : les métaux de transition et les métaux appartenant aux
groupes principaux, qui comprennent les métaux alcalins et alcalinoterreux. Une description sommaire des propriétés classiques de ces deux
catégories de métaux sera présentée dans les sections 14.3 et 14.4.
Les métaux forment des ions en solution. On peut écrire comme
suit l'équation générale explicitant la formation des ions métalliques
dans l'eau :
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