chapitre 8 Introduction au métabolisme 159
m Figure 8.1 Pourquoi ces deux calmars
luminescents scintillent-ils dans le noir ?
ConCepts Clés
8.1 Le métabolisme d’un organisme transforme
la matière et l’énergie selon les principes
de la thermodynamique
8.2 Les variations de l’énergie libre dans une réaction
indiquent si la réaction a lieu spontanément
8.3 L’atp permet le travail cellulaire en couplant
les réactions exergoniques aux réactions
endergoniques
8.4 Les enzymes accélèrent les réactions métaboliques en abaissant les barrières énergétiques
8.5 La régulation de l’activité enzymatique
contribue à la régulation du métabolisme
8
Introduction
au métabolisme
IntroduCtIon
L’énergie vitale
La cellule est une usine chimique miniature où se produisent
des milliers de réactions dans un espace microscopique. Les
glucides peuvent être convertis en acides aminés qui se lient
pour former des protéines ; inversement, durant la digestion,
les protéines sont décomposées en acides aminés qui pourront
à leur tour être convertis en glucides. Les petites molécules se
combinent pour former des polymères que la cellule peut
ensuite hydrolyser selon ses besoins. Chez les organismes multicellulaires, de nombreuses cellules exportent des produits
chimiques d’une partie de l’organisme vers d’autres parties.
Le processus chimique appelé respiration cellulaire assure le
fonctionnement de la cellule en utilisant l’énergie emmagasinée dans les monosaccharides et d’autres sources d’énergie. La
cellule se sert de cette énergie pour accomplir ses différentes
fonctions, comme le transport de solutés à travers la membrane plasmique dont nous avons parlé au chapitre 7. Certaines fonctions sont spectaculaires ; par exemple, les cellules
du calmar luminescent (Watasenia scintillans) de la figure 8.1
convertissent en lumière l’énergie stockée dans certaines de
leurs molécules organiques, un processus appelé bioluminescence. (La lumière favorise la reconnaissance du partenaire
sexuel et offre une protection contre les prédateurs.) La bioluminescence et les réactions qui ont lieu dans une cellule
sont coordonnées et régulées avec précision. Par sa complexité,
son efficacité, son intégration et sa sensibilité aux moindres
changements, la cellule présente une activité chimique sans
égale. Les concepts portant sur le métabolisme que vous
apprendrez dans ce chapitre vous aideront à mieux comprendre
comment la matière et l’énergie circulent au cours des processus vitaux, et comment est régie cette circulation de
matière et d’énergie.
ConCept
8.1
Le métabolisme d’un organisme
transforme la matière
et l’énergie selon les principes
de la thermodynamique
Le métabolisme (du grec metabolê, « changement ») correspond à l’ensemble des réactions biochimiques d’un organisme.
La vie émerge du métabolisme, autrement dit elle découle des
interactions entre les molécules qui se trouvent dans l’environnement ordonné d’une cellule.
L’organisation de la chimie de la vie
en voies métaboliques
Nous pouvons imaginer le métabolisme d’une cellule comme
une carte routière complexe montrant les voies suivies par les
milliers de réactions qui se produisent dans la cellule. Une
voie métabolique est une séquence d’étapes au cours desquelles une même molécule est modifiée jusqu’à l’obtention
m Figure 8.1 Pourquoi ces deux calmars
luminescents scintillent-ils dans le noir ?
ConCepts Clés
8.1 Le métabolisme d’un organisme transforme
la matière et l’énergie selon les principes
de la thermodynamique
8.2 Les variations de l’énergie libre dans une réaction
indiquent si la réaction a lieu spontanément
8.3 L’atp permet le travail cellulaire en couplant
les réactions exergoniques aux réactions
endergoniques
8.4 Les enzymes accélèrent les réactions métaboliques en abaissant les barrières énergétiques
8.5 La régulation de l’activité enzymatique
contribue à la régulation du métabolisme
8
Introduction
au métabolisme
IntroduCtIon
L’énergie vitale
La cellule est une usine chimique miniature où se produisent
des milliers de réactions dans un espace microscopique. Les
glucides peuvent être convertis en acides aminés qui se lient
pour former des protéines ; inversement, durant la digestion,
les protéines sont décomposées en acides aminés qui pourront
à leur tour être convertis en glucides. Les petites molécules se
combinent pour former des polymères que la cellule peut
ensuite hydrolyser selon ses besoins. Chez les organismes multicellulaires, de nombreuses cellules exportent des produits
chimiques d’une partie de l’organisme vers d’autres parties.
Le processus chimique appelé respiration cellulaire assure le
fonctionnement de la cellule en utilisant l’énergie emmagasinée dans les monosaccharides et d’autres sources d’énergie. La
cellule se sert de cette énergie pour accomplir ses différentes
fonctions, comme le transport de solutés à travers la membrane plasmique dont nous avons parlé au chapitre 7. Certaines fonctions sont spectaculaires ; par exemple, les cellules
du calmar luminescent (Watasenia scintillans) de la figure 8.1
convertissent en lumière l’énergie stockée dans certaines de
leurs molécules organiques, un processus appelé bioluminescence. (La lumière favorise la reconnaissance du partenaire
sexuel et offre une protection contre les prédateurs.) La bioluminescence et les réactions qui ont lieu dans une cellule
sont coordonnées et régulées avec précision. Par sa complexité,
son efficacité, son intégration et sa sensibilité aux moindres
changements, la cellule présente une activité chimique sans
égale. Les concepts portant sur le métabolisme que vous
apprendrez dans ce chapitre vous aideront à mieux comprendre
comment la matière et l’énergie circulent au cours des processus vitaux, et comment est régie cette circulation de
matière et d’énergie.
ConCept
8.1
Le métabolisme d’un organisme
transforme la matière
et l’énergie selon les principes
de la thermodynamique
Le métabolisme (du grec metabolê, « changement ») correspond à l’ensemble des réactions biochimiques d’un organisme.
La vie émerge du métabolisme, autrement dit elle découle des
interactions entre les molécules qui se trouvent dans l’environnement ordonné d’une cellule.
L’organisation de la chimie de la vie
en voies métaboliques
Nous pouvons imaginer le métabolisme d’une cellule comme
une carte routière complexe montrant les voies suivies par les
milliers de réactions qui se produisent dans la cellule. Une
voie métabolique est une séquence d’étapes au cours desquelles une même molécule est modifiée jusqu’à l’obtention