chapitre 5 Structure et fonction des molécules organiques complexes 79
polymère formé de glucose, sous forme de granules dans des
structures cellulaires appelées plastes, tels que les chloroplastes. En synthétisant l’amidon, les Végétaux constituent
des réserves de glucose, une source d’énergie cellulaire importante. Par la suite, la cellule peut puiser dans ces réserves
en faisant appel à des réactions d’hydrolyse qui rompent les
liaisons entre les monomères de glucose. La plupart des
Animaux, y compris les êtres humains, possèdent également
des enzymes qui hydrolysent l’amidon des nutriments et
libèrent du glucose, qui servira de nutriment aux cellules. La
pomme de terre et les céréales (comme le blé, le maïs, le riz et
les autres graminées) sont les principales sources d’amidon
du régime alimentaire des humains.
La plupart des monomères de glucose qui composent l’amidon sont unis par des liaisons glycosidiques 1-4 (entre le
carbone 1 d’une molécule de glucose et le carbone 4 de la suivante), comme les unités de glucose dans le maltose (voir la
figure 5.5a). L’amidon a deux composantes : la plus simple,
l’amylose, est constituée d’une chaîne non ramifiée ; la plus
complexe, l’amylopectine, est faite d’une chaîne ramifiée comportant des liaisons glycosidiques 1-6 aux embranchements.
Ces deux formes d’amidon sont illustrées à la figure 5.6a.
Les Animaux emmagasinent un polysaccharide appelé
glycogène, un polymère du glucose semblable à l’amylopectine, mais plus ramifié (figure 5.6b) : les ramifications se
rencontrent à tous les 30 monomères dans le cas de l’amylopectine et à tous les 10 à 12 monomères dans le cas du glycogène. Les êtres humains et les autres Vertébrés emmagasinent
du glycogène principalement dans les cellules du foie et dans
les muscles. L’hydrolyse de ce polysaccharide libère du glucose dans ces cellules lorsque les besoins en monosaccharides
augmentent. Cependant, cette énergie de réserve ne soutient
pas un animal bien longtemps. La réserve de glycogène des
êtres humains, par exemple, s’épuise en un jour environ si
aucun aliment ne vient la réapprovisionner. C’est un sujet de
préoccupation dans les régimes pauvres en glucides.
Les polysaccharides structuraux
Certains organismes fabriquent des matériaux solides à partir
de polysaccharides structuraux. Par exemple, le polysaccharide appelé cellulose est un constituant important, car il est
à l’origine de la grande résistance de la paroi des cellules
végétales. Pris dans leur ensemble, les Végétaux de la biosphère produisent environ 10
14
kg de cellulose par année, soit
100 milliards de tonnes ; il s’agit du composé organique le plus
abondant sur la Terre. Comme l’amidon, la cellulose est un
polymère de glucose ; toutefois, les liaisons glycosidiques de
ces deux polymères ne sont pas identiques. En effet, le cycle
du glucose existe sous deux formes (figure 5.7a) : le groupement hydroxyle lié au carbone 1 peut se situer soit au-dessous,
soit au-dessus du plan de l’anneau. Ces deux formes cycliques
du glucose se nomment respectivement alpha (a) et bêta (b).
Dans l’amidon, tous les monomères de glucose présentent la
configuration a (figure 5.7b), l’arrangement que nous avons
vu aux figures 5.4 et 5.5. Dans la cellulose, par contre, tous
les monomères prennent la configuration b, de sorte que
chaque monomère de glucose est inversé par rapport aux
monomères adjacents (figure 5.7c).
m Figure 5.6 Les polysaccharides de réserve des Végétaux et des Animaux. Les exemples ci-dessus montrent
des molécules d’amidon et de glycogène. Celles-ci sont entièrement constituées de molécules de glucose, représentées
ici par des hexagones. L’angle des liaisons 1-4 confère à ces chaînes polymériques une forme hélicoïdale dans les parties
non ramifiées.
Granules de glycogène
Mitochondries
Chloroplaste
Amylose
Amylopectine
Glycogène
Granules d’amidon
1 Rm
(10 000 w)
0,5 Rm
(30 000 w)
(a) Amidon : un polysaccharide des
Végétaux. Cette micrographie montre
un fragment de cellule végétale avec un
chloroplaste, l’organite cellulaire où le
glucose est synthétisé puis emmagasiné
sous forme de granules d’amidon.
L’amylose (chaîne non ramifiée)
et l’amylopectine (chaîne ramifiée)
composent l’amidon.
(b) Glycogène : un polysaccharide des
Animaux. Les Animaux emmagasinent
le glycogène sous forme de granules dans
leurs cellules hépatiques et musculaires,
comme le montre la micrographie d’une
partie d’une cellule hépatique contenant des
amas denses bien visibles. Les mitochondries
sont des organites cellulaires qui contribuent
à fragmenter le glucose libéré par
le glycogène. Notez que le glycogène
est plus ramifié que l’amylopectine.
polymère formé de glucose, sous forme de granules dans des
structures cellulaires appelées plastes, tels que les chloroplastes. En synthétisant l’amidon, les Végétaux constituent
des réserves de glucose, une source d’énergie cellulaire importante. Par la suite, la cellule peut puiser dans ces réserves
en faisant appel à des réactions d’hydrolyse qui rompent les
liaisons entre les monomères de glucose. La plupart des
Animaux, y compris les êtres humains, possèdent également
des enzymes qui hydrolysent l’amidon des nutriments et
libèrent du glucose, qui servira de nutriment aux cellules. La
pomme de terre et les céréales (comme le blé, le maïs, le riz et
les autres graminées) sont les principales sources d’amidon
du régime alimentaire des humains.
La plupart des monomères de glucose qui composent l’amidon sont unis par des liaisons glycosidiques 1-4 (entre le
carbone 1 d’une molécule de glucose et le carbone 4 de la suivante), comme les unités de glucose dans le maltose (voir la
figure 5.5a). L’amidon a deux composantes : la plus simple,
l’amylose, est constituée d’une chaîne non ramifiée ; la plus
complexe, l’amylopectine, est faite d’une chaîne ramifiée comportant des liaisons glycosidiques 1-6 aux embranchements.
Ces deux formes d’amidon sont illustrées à la figure 5.6a.
Les Animaux emmagasinent un polysaccharide appelé
glycogène, un polymère du glucose semblable à l’amylopectine, mais plus ramifié (figure 5.6b) : les ramifications se
rencontrent à tous les 30 monomères dans le cas de l’amylopectine et à tous les 10 à 12 monomères dans le cas du glycogène. Les êtres humains et les autres Vertébrés emmagasinent
du glycogène principalement dans les cellules du foie et dans
les muscles. L’hydrolyse de ce polysaccharide libère du glucose dans ces cellules lorsque les besoins en monosaccharides
augmentent. Cependant, cette énergie de réserve ne soutient
pas un animal bien longtemps. La réserve de glycogène des
êtres humains, par exemple, s’épuise en un jour environ si
aucun aliment ne vient la réapprovisionner. C’est un sujet de
préoccupation dans les régimes pauvres en glucides.
Les polysaccharides structuraux
Certains organismes fabriquent des matériaux solides à partir
de polysaccharides structuraux. Par exemple, le polysaccharide appelé cellulose est un constituant important, car il est
à l’origine de la grande résistance de la paroi des cellules
végétales. Pris dans leur ensemble, les Végétaux de la biosphère produisent environ 10
14
kg de cellulose par année, soit
100 milliards de tonnes ; il s’agit du composé organique le plus
abondant sur la Terre. Comme l’amidon, la cellulose est un
polymère de glucose ; toutefois, les liaisons glycosidiques de
ces deux polymères ne sont pas identiques. En effet, le cycle
du glucose existe sous deux formes (figure 5.7a) : le groupement hydroxyle lié au carbone 1 peut se situer soit au-dessous,
soit au-dessus du plan de l’anneau. Ces deux formes cycliques
du glucose se nomment respectivement alpha (a) et bêta (b).
Dans l’amidon, tous les monomères de glucose présentent la
configuration a (figure 5.7b), l’arrangement que nous avons
vu aux figures 5.4 et 5.5. Dans la cellulose, par contre, tous
les monomères prennent la configuration b, de sorte que
chaque monomère de glucose est inversé par rapport aux
monomères adjacents (figure 5.7c).
m Figure 5.6 Les polysaccharides de réserve des Végétaux et des Animaux. Les exemples ci-dessus montrent
des molécules d’amidon et de glycogène. Celles-ci sont entièrement constituées de molécules de glucose, représentées
ici par des hexagones. L’angle des liaisons 1-4 confère à ces chaînes polymériques une forme hélicoïdale dans les parties
non ramifiées.
Granules de glycogène
Mitochondries
Chloroplaste
Amylose
Amylopectine
Glycogène
Granules d’amidon
1 Rm
(10 000 w)
0,5 Rm
(30 000 w)
(a) Amidon : un polysaccharide des
Végétaux. Cette micrographie montre
un fragment de cellule végétale avec un
chloroplaste, l’organite cellulaire où le
glucose est synthétisé puis emmagasiné
sous forme de granules d’amidon.
L’amylose (chaîne non ramifiée)
et l’amylopectine (chaîne ramifiée)
composent l’amidon.
(b) Glycogène : un polysaccharide des
Animaux. Les Animaux emmagasinent
le glycogène sous forme de granules dans
leurs cellules hépatiques et musculaires,
comme le montre la micrographie d’une
partie d’une cellule hépatique contenant des
amas denses bien visibles. Les mitochondries
sont des organites cellulaires qui contribuent
à fragmenter le glucose libéré par
le glycogène. Notez que le glycogène
est plus ramifié que l’amylopectine.