72 première partie La chimie de la vie
L’atp : une importante source d’énergie
pour les processus cellulaires
Dans la figure 4.9, la colonne du groupement phosphate
présente un exemple simple d’une molécule de phosphate
organique. Un autre exemple plus complexe, l’adénosine
triphosphate, ou ATP, mérite que l’on s’y attarde, car sa
fonction dans la cellule est particulièrement importante.
L’ATP est constituée d’une molécule organique appelée adénosine attachée à une chaîne de trois groupements phosphate.
Adénosine
O –
O –
O –
O
O
O
O
P
– O
O P
P
O
Dans une molécule, comme l’ATP, qui comporte une série
de trois groupements phosphate, l’un d’eux peut se séparer à
l’issue d’une réaction avec l’eau. Dans ce livre, nous représenterons souvent par le symbole P i cet ion inorganique phosphate, HOPO 3
22
. En perdant un groupement phosphate,
l’ATP devient l’adénosine diphosphate, ou ADP. Bien qu’on
dise parfois que l’ATP emmagasine de l’énergie, il est plus
précis de considérer qu’elle emmagasine le potentiel de réagir
avec l’eau. Cette réaction libère de l’énergie que la cellule
peut utiliser, comme vous le verrez en détail au chapitre 8.
P P P Adénosine
ATP
ADP
Phosphate
inorganique
Réaction
avec l’eau
P P
Énergie
Adénosine
P i
retour sur le ConCept 4.3
1. Quels renseignements le terme acide aminé donnetil sur la structure de cette molécule ?
2. Quel changement chimique se produit dans l’ATP
lorsqu’elle réagit avec l’eau et libère de l’énergie ?
3.
et sI ?
Considérons une molécule organique
comme la cystéine (voir la figure 4.9, l’exemple d’un
groupement thiol). Vous décidez d’enlever chimiquement le groupement 2NH 2 et de le remplacer
par 2COOH. Écrivez la formule structurale de cette
molécule et réfléchissez à ses propriétés chimiques.
Le carbone central estil asymétrique avant le changement ? Après le changement ?
Voir les réponses proposées à la fin du chapitre.
Les éléments chimiques de la vie : une révision
Vous savez maintenant que la matière vivante se compose
principalement de carbone, d’oxygène, d’hydrogène et d’azote,
et, en plus petites quantités, de soufre et de phosphore. Ces
éléments forment tous des liaisons covalentes fortes, une
caractéristique essentielle à l’architecture des molécules organiques complexes. Parmi tous ces éléments, le carbone est le
maître de la liaison covalente. Son comportement chimique
en fait un élément constitutif irremplaçable des molécules
organiques. Il est doté de propriétés exceptionnelles : il peut
établir quatre liaisons covalentes, s’unir à d’autres atomes de
carbone de façon à former des molécules complexes et se lier
à plusieurs éléments différents. Grâce aux innombrables possibilités de cet élément, les molécules organiques sont très
diversifiées et possèdent des propriétés spéciales associées à
l’arrangement unique de leur squelette carboné et de leurs
groupements fonctionnels. Toute la diversité des organismes
repose sur cette variation moléculaire.
Révision du chapitRe 4
résumé Des concepts cLés
ConCept
4.1
la chimie organique étudie les composés
du carbone (p. 63 à 65)
• La matière vivante se compose principalement de carbone, d’oxygène,
d’hydrogène et d’azote, ainsi que d’une petite quantité de soufre et de
phosphore. À l’échelle moléculaire, la diversité biologique réside dans
la capacité du carbone à produire une myriade de molécules aux formes
et aux propriétés chimiques particulières.
• On a déjà cru que les composés organiques ne pouvaient provenir que
des êtres vivants (vitalisme), mais les chimistes ont remis en question
cette doctrine quand ils ont réussi à synthétiser des composés organiques en laboratoire.
Comment les expériences de Stanley Miller étendent-elles la théorie
mécaniste à l’origine de la vie ?
?
ConCept
4.2
les atomes de carbone peuvent former
une grande variété de molécules en se liant
à quatre autres atomes (p. 65 à 69)
• Grâce à sa capacité d’établir quatre liaisons covalentes, le carbone peut
former des molécules très variées. Il peut se lier à différents atomes,
dont O, H et N. Les atomes de carbone peuvent également s’unir entre
eux et former des chaînes ; c’est le cas dans les molécules organiques,
dont ils forment le squelette.
• Le squelette carboné des molécules organiques varie par sa longueur
et par sa structure ; ses atomes de carbone peuvent former des liaisons
avec des atomes d’autres éléments. Les hydrocarbures se composent
uniquement de carbone et d’hydrogène.
• Les isomères sont des composés possédant la même formule moléculaire, mais présentant une architecture différente et des propriétés
distinctes. Il existe trois types d’isomères : les isomères de structure,
les isomères cis-trans et les énantiomères.
L’atp : une importante source d’énergie
pour les processus cellulaires
Dans la figure 4.9, la colonne du groupement phosphate
présente un exemple simple d’une molécule de phosphate
organique. Un autre exemple plus complexe, l’adénosine
triphosphate, ou ATP, mérite que l’on s’y attarde, car sa
fonction dans la cellule est particulièrement importante.
L’ATP est constituée d’une molécule organique appelée adénosine attachée à une chaîne de trois groupements phosphate.
Adénosine
O –
O –
O –
O
O
O
O
P
– O
O P
P
O
Dans une molécule, comme l’ATP, qui comporte une série
de trois groupements phosphate, l’un d’eux peut se séparer à
l’issue d’une réaction avec l’eau. Dans ce livre, nous représenterons souvent par le symbole P i cet ion inorganique phosphate, HOPO 3
22
. En perdant un groupement phosphate,
l’ATP devient l’adénosine diphosphate, ou ADP. Bien qu’on
dise parfois que l’ATP emmagasine de l’énergie, il est plus
précis de considérer qu’elle emmagasine le potentiel de réagir
avec l’eau. Cette réaction libère de l’énergie que la cellule
peut utiliser, comme vous le verrez en détail au chapitre 8.
P P P Adénosine
ATP
ADP
Phosphate
inorganique
Réaction
avec l’eau
P P
Énergie
Adénosine
P i
retour sur le ConCept 4.3
1. Quels renseignements le terme acide aminé donnetil sur la structure de cette molécule ?
2. Quel changement chimique se produit dans l’ATP
lorsqu’elle réagit avec l’eau et libère de l’énergie ?
3.
et sI ?
Considérons une molécule organique
comme la cystéine (voir la figure 4.9, l’exemple d’un
groupement thiol). Vous décidez d’enlever chimiquement le groupement 2NH 2 et de le remplacer
par 2COOH. Écrivez la formule structurale de cette
molécule et réfléchissez à ses propriétés chimiques.
Le carbone central estil asymétrique avant le changement ? Après le changement ?
Voir les réponses proposées à la fin du chapitre.
Les éléments chimiques de la vie : une révision
Vous savez maintenant que la matière vivante se compose
principalement de carbone, d’oxygène, d’hydrogène et d’azote,
et, en plus petites quantités, de soufre et de phosphore. Ces
éléments forment tous des liaisons covalentes fortes, une
caractéristique essentielle à l’architecture des molécules organiques complexes. Parmi tous ces éléments, le carbone est le
maître de la liaison covalente. Son comportement chimique
en fait un élément constitutif irremplaçable des molécules
organiques. Il est doté de propriétés exceptionnelles : il peut
établir quatre liaisons covalentes, s’unir à d’autres atomes de
carbone de façon à former des molécules complexes et se lier
à plusieurs éléments différents. Grâce aux innombrables possibilités de cet élément, les molécules organiques sont très
diversifiées et possèdent des propriétés spéciales associées à
l’arrangement unique de leur squelette carboné et de leurs
groupements fonctionnels. Toute la diversité des organismes
repose sur cette variation moléculaire.
Révision du chapitRe 4
résumé Des concepts cLés
ConCept
4.1
la chimie organique étudie les composés
du carbone (p. 63 à 65)
• La matière vivante se compose principalement de carbone, d’oxygène,
d’hydrogène et d’azote, ainsi que d’une petite quantité de soufre et de
phosphore. À l’échelle moléculaire, la diversité biologique réside dans
la capacité du carbone à produire une myriade de molécules aux formes
et aux propriétés chimiques particulières.
• On a déjà cru que les composés organiques ne pouvaient provenir que
des êtres vivants (vitalisme), mais les chimistes ont remis en question
cette doctrine quand ils ont réussi à synthétiser des composés organiques en laboratoire.
Comment les expériences de Stanley Miller étendent-elles la théorie
mécaniste à l’origine de la vie ?
?
ConCept
4.2
les atomes de carbone peuvent former
une grande variété de molécules en se liant
à quatre autres atomes (p. 65 à 69)
• Grâce à sa capacité d’établir quatre liaisons covalentes, le carbone peut
former des molécules très variées. Il peut se lier à différents atomes,
dont O, H et N. Les atomes de carbone peuvent également s’unir entre
eux et former des chaînes ; c’est le cas dans les molécules organiques,
dont ils forment le squelette.
• Le squelette carboné des molécules organiques varie par sa longueur
et par sa structure ; ses atomes de carbone peuvent former des liaisons
avec des atomes d’autres éléments. Les hydrocarbures se composent
uniquement de carbone et d’hydrogène.
• Les isomères sont des composés possédant la même formule moléculaire, mais présentant une architecture différente et des propriétés
distinctes. Il existe trois types d’isomères : les isomères de structure,
les isomères cis-trans et les énantiomères.