76 première partie La chimie de la vie
monomère est ajouté à la chaîne et aboutit à la formation
du polymère.
Inversement, les polymères se scindent en monomères par
hydrolyse, le processus inverse de la réaction de déshydratation (figure 5.2b). Le terme hydrolyse signifie « briser à
l’aide de l’eau » (du grec hudôr, « eau », et lusis, « briser »).
L’addition de molécules d’eau rompt la liaison entre les monomères ; l’atome d’hydrogène provenant de l’eau s’attache à
un monomère tandis que le groupement hydroxyle s’attache
au monomère adjacent. Le processus de la digestion constitue un exemple d’hydrolyse. La majeure partie de la matière
orga nique présente dans nos aliments se compose de polymères beaucoup trop volumineux pour entrer dans nos cellules. Dans le tube digestif, diverses enzymes accélèrent
l’hydrolyse des polymères. Les monomères ainsi libérés traversent la paroi du tube digestif et passent dans la circulation
sanguine, qui les distribue à toutes les cellules de l’organisme.
Les cel lules peuvent alors faire appel aux réactions de déshydratation pour assembler les monomères en nouveaux polymères différents qui répondent à leurs besoins particuliers.
La diversité des polymères
Chaque cellule d’un organisme contient des milliers de
macromolécules différentes, dont un grand nombre varie d’un
tissu à l’autre. Les différences qui existent entre les frères et
sœurs, par exemple, témoignent de légères variations dans les
polymères, notamment dans l’ADN et les protéines. Les différences moléculaires sont plus importantes entre les individus
sans liens de parenté, et encore plus entre les espèces. La diversité des macromolécules dans le monde vivant est considérable ;
son potentiel tend vers l’infini.
D’où provient la pluralité des polymères ? Ceux-ci ne s’élaborent qu’à partir de 40 à 50 monomères communs et de
quelques autres plus rares. Créer une énorme variété de polymères à partir d’un nombre aussi limité de monomères, c’est
comme former des centaines de milliers de mots à partir des
26 lettres de l’alphabet français. Tout réside dans l’arrangement, c’est-à-dire dans la façon particulière de combiner en
séquence linéaire les unités structurales de base. Toutefois,
l’analogie avec les mots du français ne rend pas bien compte
de la grande diversité des macromolécules, car la plupart des
polymères biologiques comportent beaucoup plus de monomères que le nombre de lettres dans le mot le plus long. Les
protéines, par exemple, sont fabriquées à partir de 20 acides
aminés différents arrangés en chaînes qui peuvent compter
plusieurs centaines d’acides aminés. La vie s’articule autour
de cette logique moléculaire simple, mais efficace : de petites
molécules communes à tous les organismes s’agencent en
macromolécules distinctes.
Malgré cette immense diversité, les structures moléculaires
et les fonctions peuvent être regroupées de façon générale en
classes. Examinons chacune des quatre classes principales de
macromolécules biologiques. Nous verrons que les molécules
complexes de chacune de ces classes ont des propriétés que
leurs monomères ne possèdent pas, une autre manifestation
de l’émergence.
retour sur le ConCept 5.1
1. Nommez les quatre principales classes de macromolécules biologiques. Quelle classe n’est pas
constituée de polymères ?
2. Combien de molécules d’eau faut-il pour hydrolyser
complètement un polymère formé de dix monomères ?
3.
et sI ?
Supposons que vous mangez une portion de poisson. Quelles réactions doivent se produire pour convertir les acides aminés (monomères)
contenus dans les protéines de poisson en nouvelles
protéines de votre organisme ?
Voir les réponses proposées à la fin du chapitre.
ConCept
5.2
Les glucides servent de sources d’énergie
et de matériaux de structure
La classe des glucides comprend aussi bien des glucides que
des polymères de glucides. Les glucides les plus simples sont
les monosaccharides ou glucides simples ; ce sont des monomères à partir desquels sont synthétisés les glucides plus complexes. Les disaccharides sont des glucides doubles qui résultent
de l’union de deux monosaccharides unis par une liaison
covalente. Les glucides comprennent également des macromolécules appelées polysaccharides, c’est-à-dire des polymères
formés de nombreux monosaccharides (monomères).
H
HO
H
Polymère court
La perte d’une molécule
d’eau (déshydratation)
permet la formation
d’une nouvelle liaison.
L’hydrolyse signifie
l’ajout d’une molécule
d’eau. Elle brise
la liaison entre
deux monomères.
Polymère allongé
Monomère libre
HO
H 2 O
H 2 O
1
2
3
4
HO
H
1
2
3
4
HO
H
HO
H
1
2
3
HO
H
1
2
3
(a) Réaction de déshydratation : la synthèse d’un polymère
(b) Hydrolyse : dégradation d’un polymère
. Figure 5.2 La synthèse et la dégradation des polymères.
monomère est ajouté à la chaîne et aboutit à la formation
du polymère.
Inversement, les polymères se scindent en monomères par
hydrolyse, le processus inverse de la réaction de déshydratation (figure 5.2b). Le terme hydrolyse signifie « briser à
l’aide de l’eau » (du grec hudôr, « eau », et lusis, « briser »).
L’addition de molécules d’eau rompt la liaison entre les monomères ; l’atome d’hydrogène provenant de l’eau s’attache à
un monomère tandis que le groupement hydroxyle s’attache
au monomère adjacent. Le processus de la digestion constitue un exemple d’hydrolyse. La majeure partie de la matière
orga nique présente dans nos aliments se compose de polymères beaucoup trop volumineux pour entrer dans nos cellules. Dans le tube digestif, diverses enzymes accélèrent
l’hydrolyse des polymères. Les monomères ainsi libérés traversent la paroi du tube digestif et passent dans la circulation
sanguine, qui les distribue à toutes les cellules de l’organisme.
Les cel lules peuvent alors faire appel aux réactions de déshydratation pour assembler les monomères en nouveaux polymères différents qui répondent à leurs besoins particuliers.
La diversité des polymères
Chaque cellule d’un organisme contient des milliers de
macromolécules différentes, dont un grand nombre varie d’un
tissu à l’autre. Les différences qui existent entre les frères et
sœurs, par exemple, témoignent de légères variations dans les
polymères, notamment dans l’ADN et les protéines. Les différences moléculaires sont plus importantes entre les individus
sans liens de parenté, et encore plus entre les espèces. La diversité des macromolécules dans le monde vivant est considérable ;
son potentiel tend vers l’infini.
D’où provient la pluralité des polymères ? Ceux-ci ne s’élaborent qu’à partir de 40 à 50 monomères communs et de
quelques autres plus rares. Créer une énorme variété de polymères à partir d’un nombre aussi limité de monomères, c’est
comme former des centaines de milliers de mots à partir des
26 lettres de l’alphabet français. Tout réside dans l’arrangement, c’est-à-dire dans la façon particulière de combiner en
séquence linéaire les unités structurales de base. Toutefois,
l’analogie avec les mots du français ne rend pas bien compte
de la grande diversité des macromolécules, car la plupart des
polymères biologiques comportent beaucoup plus de monomères que le nombre de lettres dans le mot le plus long. Les
protéines, par exemple, sont fabriquées à partir de 20 acides
aminés différents arrangés en chaînes qui peuvent compter
plusieurs centaines d’acides aminés. La vie s’articule autour
de cette logique moléculaire simple, mais efficace : de petites
molécules communes à tous les organismes s’agencent en
macromolécules distinctes.
Malgré cette immense diversité, les structures moléculaires
et les fonctions peuvent être regroupées de façon générale en
classes. Examinons chacune des quatre classes principales de
macromolécules biologiques. Nous verrons que les molécules
complexes de chacune de ces classes ont des propriétés que
leurs monomères ne possèdent pas, une autre manifestation
de l’émergence.
retour sur le ConCept 5.1
1. Nommez les quatre principales classes de macromolécules biologiques. Quelle classe n’est pas
constituée de polymères ?
2. Combien de molécules d’eau faut-il pour hydrolyser
complètement un polymère formé de dix monomères ?
3.
et sI ?
Supposons que vous mangez une portion de poisson. Quelles réactions doivent se produire pour convertir les acides aminés (monomères)
contenus dans les protéines de poisson en nouvelles
protéines de votre organisme ?
Voir les réponses proposées à la fin du chapitre.
ConCept
5.2
Les glucides servent de sources d’énergie
et de matériaux de structure
La classe des glucides comprend aussi bien des glucides que
des polymères de glucides. Les glucides les plus simples sont
les monosaccharides ou glucides simples ; ce sont des monomères à partir desquels sont synthétisés les glucides plus complexes. Les disaccharides sont des glucides doubles qui résultent
de l’union de deux monosaccharides unis par une liaison
covalente. Les glucides comprennent également des macromolécules appelées polysaccharides, c’est-à-dire des polymères
formés de nombreux monosaccharides (monomères).
H
HO
H
Polymère court
La perte d’une molécule
d’eau (déshydratation)
permet la formation
d’une nouvelle liaison.
L’hydrolyse signifie
l’ajout d’une molécule
d’eau. Elle brise
la liaison entre
deux monomères.
Polymère allongé
Monomère libre
HO
H 2 O
H 2 O
1
2
3
4
HO
H
1
2
3
4
HO
H
HO
H
1
2
3
HO
H
1
2
3
(a) Réaction de déshydratation : la synthèse d’un polymère
(b) Hydrolyse : dégradation d’un polymère
. Figure 5.2 La synthèse et la dégradation des polymères.