chapitre 5 Structure et fonction des molécules organiques complexes 85
cholestérol est une molécule essentielle chez les Animaux.
Il est présent dans les membranes cellulaires animales et il
constitue également le précurseur d’autres stéroïdes. Chez les
Vertébrés, une partie du cholestérol est synthétisée dans le
foie et l’autre provient du régime alimentaire. Un taux sanguin élevé de cette molécule peut causer de l’athérosclérose.
En fait, les gras saturés et les gras trans exercent un effet négatif sur la santé en influant sur les taux de cholestérol.
retour sur le ConCept 5.3
1. Comparez la structure d’une graisse (triglycéride)
avec celle d’un phosphoglycérolipide.
2. Pourquoi les hormones sexuelles des êtres humains
sont-elles considérées comme des lipides ?
3.
et sI ?
Supposons qu’une membrane entoure
une gouttelette d’huile, comme c’est le cas dans les
cellules des graines de Végétaux. Décrivez et expliquez la forme qu’elle pourrait prendre.
Voir les réponses proposées à la fin du chapitre.
ConCept
5.4
Les protéines possèdent
plusieurs niveaux de structure,
ce qui leur confère des fonctions
très diversifiées
Chez les êtres vivants, la quasi-totalité des fonctions dynamiques dépend des protéines. En fait, le terme protéines
exprime en lui-même l’importance de ces molécules ; il vient
du grec prôtos, qui signifie « premier », « essentiel ». Les protéines repré sentent plus de 50 % de la masse sèche de la
plupart des cellules et interviennent dans presque toutes les
activités cellulaires. Certaines accélèrent la vitesse des réactions chi miques, alors que d’autres jouent un rôle de défense,
emmaga sinent et transportent des substances, interviennent
dans les communications cellulaires, permettent de produire le mouve ment et soutiennent les tissus. La figure 5.15
montre des exemples de protéines qui possèdent ces fonctions ; vous en apprendrez davantage à ce sujet dans des chapitres subséquents.
Sans les enzymes, qui sont pour la plupart des protéines,
la vie serait impossible. Les enzymes constituent la classe de
protéines la plus importante. Elles régulent le métabolisme
en agissant comme catalyseurs, c’est-à-dire comme agents
chimiques qui accélèrent la vitesse des réactions tout en restant inchangés. Comme les enzymes peuvent remplir leur
fonction de façon répétée, on les considère comme le moteur
qui permet aux cellules d’effectuer les processus de la vie.
L’humain possède des dizaines de milliers de protéines différentes, chacune ayant une structure et une fonction spécifiques ;
en fait, sur le plan de la structure, les protéines sont les molécules les plus complexes que l’on connaisse. Tout comme leurs
fonctions, leurs structures varient considérablement : chaque
type de protéine possède une forme tridimensionnelle unique.
Les polypeptides
Pour diversifiées qu’elles soient, les protéines sont toutes des
polymères non ramifiés élaborés à partir de la même série
d’acides aminés (20 acides aminés différents suffisent à former la presque totalité des protéines d’un organisme). Les
polymères d’acides aminés se nomment polypeptides. Une
protéine est une molécule biologique fonctionnelle constituée d’un ou de plusieurs polypeptides, chacun étant replié
et enroulé dans une structure tridimensionnelle spécifique.
Les monomères d’acides aminés
Tous les acides aminés partagent une
structure commune. Un acide aminé
est une molécule organique qui possède des groupe ments carboxyle et
amine (voir la figure 4.9, p. 70). La figure ci-contre montre sa formule gé nérale. Exepté pour la glycine, au centre
de l’acide aminé se trouve un atome
de carbone asymétrique, appelé carbone alpha (a). Sur cet atome se fixent
quatre atomes ou groupes d’atomes différents : un groupement
amine, un groupement carboxyle, un atome d’hydrogène et un
radical variable symbolisé par la lettre R. Celui-ci est également
appelé chaîne latérale et il varie d’un acide aminé à l’autre.
La figure 5.16 (page 87) présente les 20 acides aminés
que les cellules utilisent pour fabriquer des milliers de protéines.
Les groupements amine et carboxyle y sont illustrés sous leur
forme ionisée, l’état dans lequel ils existent habituellement au
pH qui règne à l’intérieur d’une cellule. La chaîne latérale (le
radical R) peut aussi bien être un simple atome d’hydrogène,
comme dans la glycine, qu’une chaîne carbonée portant divers
groupements fonctionnels, comme dans la glutamine.
Les propriétés physiques et chimiques de la chaîne latérale
déterminent les caractéristiques particulières d’un acide aminé,
influant ainsi sur son rôle dans un polypeptide. La figure 5.16
OH
O
C
C C
R
H
N
H
H
Carbone _
Chaîne latérale
(radical R)
Groupement
amine
Groupement
carboxyle
CH 3
HO
CH 3
H 3 C
CH 3
CH 3
m Figure 5.14 Le cholestérol : un stéroïde. Le cholestérol est le
précurseur d’autres stéroïdes, comme les hormones sexuelles. Les stéroïdes
diffèrent par les groupements chimiques qui se fixent à leurs quatre cycles
accolés (illustrés en doré).
FaItes des lIens Comparez le cholestérol avec les hormones sexuelles
illustrées au concept 4.3 à la page 69. Encerclez les groupements chimiques
communs au cholestérol et à l’estradiol ; tracez un carré autour des groupements chimiques communs au cholestérol et à la testostérone.
cholestérol est une molécule essentielle chez les Animaux.
Il est présent dans les membranes cellulaires animales et il
constitue également le précurseur d’autres stéroïdes. Chez les
Vertébrés, une partie du cholestérol est synthétisée dans le
foie et l’autre provient du régime alimentaire. Un taux sanguin élevé de cette molécule peut causer de l’athérosclérose.
En fait, les gras saturés et les gras trans exercent un effet négatif sur la santé en influant sur les taux de cholestérol.
retour sur le ConCept 5.3
1. Comparez la structure d’une graisse (triglycéride)
avec celle d’un phosphoglycérolipide.
2. Pourquoi les hormones sexuelles des êtres humains
sont-elles considérées comme des lipides ?
3.
et sI ?
Supposons qu’une membrane entoure
une gouttelette d’huile, comme c’est le cas dans les
cellules des graines de Végétaux. Décrivez et expliquez la forme qu’elle pourrait prendre.
Voir les réponses proposées à la fin du chapitre.
ConCept
5.4
Les protéines possèdent
plusieurs niveaux de structure,
ce qui leur confère des fonctions
très diversifiées
Chez les êtres vivants, la quasi-totalité des fonctions dynamiques dépend des protéines. En fait, le terme protéines
exprime en lui-même l’importance de ces molécules ; il vient
du grec prôtos, qui signifie « premier », « essentiel ». Les protéines repré sentent plus de 50 % de la masse sèche de la
plupart des cellules et interviennent dans presque toutes les
activités cellulaires. Certaines accélèrent la vitesse des réactions chi miques, alors que d’autres jouent un rôle de défense,
emmaga sinent et transportent des substances, interviennent
dans les communications cellulaires, permettent de produire le mouve ment et soutiennent les tissus. La figure 5.15
montre des exemples de protéines qui possèdent ces fonctions ; vous en apprendrez davantage à ce sujet dans des chapitres subséquents.
Sans les enzymes, qui sont pour la plupart des protéines,
la vie serait impossible. Les enzymes constituent la classe de
protéines la plus importante. Elles régulent le métabolisme
en agissant comme catalyseurs, c’est-à-dire comme agents
chimiques qui accélèrent la vitesse des réactions tout en restant inchangés. Comme les enzymes peuvent remplir leur
fonction de façon répétée, on les considère comme le moteur
qui permet aux cellules d’effectuer les processus de la vie.
L’humain possède des dizaines de milliers de protéines différentes, chacune ayant une structure et une fonction spécifiques ;
en fait, sur le plan de la structure, les protéines sont les molécules les plus complexes que l’on connaisse. Tout comme leurs
fonctions, leurs structures varient considérablement : chaque
type de protéine possède une forme tridimensionnelle unique.
Les polypeptides
Pour diversifiées qu’elles soient, les protéines sont toutes des
polymères non ramifiés élaborés à partir de la même série
d’acides aminés (20 acides aminés différents suffisent à former la presque totalité des protéines d’un organisme). Les
polymères d’acides aminés se nomment polypeptides. Une
protéine est une molécule biologique fonctionnelle constituée d’un ou de plusieurs polypeptides, chacun étant replié
et enroulé dans une structure tridimensionnelle spécifique.
Les monomères d’acides aminés
Tous les acides aminés partagent une
structure commune. Un acide aminé
est une molécule organique qui possède des groupe ments carboxyle et
amine (voir la figure 4.9, p. 70). La figure ci-contre montre sa formule gé nérale. Exepté pour la glycine, au centre
de l’acide aminé se trouve un atome
de carbone asymétrique, appelé carbone alpha (a). Sur cet atome se fixent
quatre atomes ou groupes d’atomes différents : un groupement
amine, un groupement carboxyle, un atome d’hydrogène et un
radical variable symbolisé par la lettre R. Celui-ci est également
appelé chaîne latérale et il varie d’un acide aminé à l’autre.
La figure 5.16 (page 87) présente les 20 acides aminés
que les cellules utilisent pour fabriquer des milliers de protéines.
Les groupements amine et carboxyle y sont illustrés sous leur
forme ionisée, l’état dans lequel ils existent habituellement au
pH qui règne à l’intérieur d’une cellule. La chaîne latérale (le
radical R) peut aussi bien être un simple atome d’hydrogène,
comme dans la glycine, qu’une chaîne carbonée portant divers
groupements fonctionnels, comme dans la glutamine.
Les propriétés physiques et chimiques de la chaîne latérale
déterminent les caractéristiques particulières d’un acide aminé,
influant ainsi sur son rôle dans un polypeptide. La figure 5.16
OH
O
C
C C
R
H
N
H
H
Carbone _
Chaîne latérale
(radical R)
Groupement
amine
Groupement
carboxyle
CH 3
HO
CH 3
H 3 C
CH 3
CH 3
m Figure 5.14 Le cholestérol : un stéroïde. Le cholestérol est le
précurseur d’autres stéroïdes, comme les hormones sexuelles. Les stéroïdes
diffèrent par les groupements chimiques qui se fixent à leurs quatre cycles
accolés (illustrés en doré).
FaItes des lIens Comparez le cholestérol avec les hormones sexuelles
illustrées au concept 4.3 à la page 69. Encerclez les groupements chimiques
communs au cholestérol et à l’estradiol ; tracez un carré autour des groupements chimiques communs au cholestérol et à la testostérone.