Les macromolécules : Structure et fonction

Cartes mémoires de vocabulaire fondées sur le cours de biologie traitant des macromolécules : protéines, glucides, acides nucléiques et lipides.

Macromolécule

Molécule organique complexe de grande taille appartenant à l'une des $4$ classes principales du vivant : glucides, lipides, protéines et acides nucléiques.

Polymère

Molécule constituée de nombreuses unités structurales identiques ou semblables (les monomères) reliées entre elles par des liaisons covalentes.

Monomère

Unité structurale de base qui se lie à d'autres molécules identiques ou similaires pour former un polymère.

Réaction de condensation

Réaction chimique de synthèse au cours de laquelle deux molécules s'unissent de façon covalente avec la perte d'une molécule d'eau ($H_2O$).

Réaction d'hydrolyse

Réaction chimique de dégradation qui rompt la liaison entre deux monomères par l'adjonction d'une molécule d'eau ($H_2O$).

Acide aminé

Monomère des protéines constitué d'un carbone central lié à une fonction amine, une fonction carboxyle, un hydrogène et une chaîne latérale ($R$). La cellule en utilise $20$ différents.

Liaison peptidique

Liaison covalente reliant le groupement carboxyle d'un acide aminé au groupement amine du suivant, formée par une réaction de condensation.

Structure primaire d'une protéine

Séquence linéaire unique et spécifique d'acides aminés reliés par des liaisons peptidiques le long de la chaîne polypeptidique.

Structure secondaire d'une protéine

Enroulement (hélice ̑\alpha) ou repliement (feuillet plissé $\beta$) local et régulier de la chaîne polypeptidique, stabilisé par des liaisons hydrogène.

Structure tertiaire d'une protéine

Conformation tridimensionnelle globale d'une chaîne polypeptidique, résultant des interactions entre les chaînes latérales ($R$) des acides aminés (liaisons hydrogène, ponts disulfure, liaisons ioniques, van der Waals, exclusion hydrophobe).

Structure quaternaire d'une protéine

Structure globale résultant de l'association de plusieurs chaînes polypeptidiques (sous-unités), comme dans le cas de l'hémoglobine formée de $4$ sous-unités.

Dénaturation

Processus au cours duquel une protéine perd sa conformation tridimensionnelle native (structures secondaire et tertiaire) sous l'action de facteurs physiques ou chimiques, provoquant la perte de sa fonction.

Site actif

Région tridimensionnelle spécifique d'une enzyme où se fixe le substrat pour former le complexe enzyme-substrat et subir la catalyse.

Inhibiteur compétitif

Substance chimique qui ressemble au substrat et entre en compétition avec lui en se fixant directement sur le site actif de l'enzyme.

Inhibiteur allostérique

Inhibiteur non compétitif qui se fixe sur un site allostérique distinct du site actif, modifiant la forme de l'enzyme et empêchant la fixation du substrat.

Anémie falciforme

Maladie génétique due au remplacement de l'acide glutamique par la valine en position $6$ de la chaîne $\beta$ de l'hémoglobine, entraînant la déformation des globules rouges en faucilles.

Monosaccharide

Glucide simple (ose) non hydrolysable renfermant de $3$ à $7$ atomes de carbone, des groupements hydroxyles ($-OH$) et un groupe carbonyle ($C=O$).

Aldose

Monosaccharide dont le groupe carbonyle ($C=O$) se situe à l'extrémité de la chaîne carbonée, formant une fonction aldéhyde (ex: glycéraldéhyde, glucose).

Cétose

Monosaccharide dont le groupe carbonyle ($C=O$) se situe à l'intérieur de la chaîne carbonée, formant une fonction cétone (ex: dihydroxyacétone, fructose).

Disaccharide

Oligosaccharide constitué de deux monosaccharides reliés par une liaison glycosidique formée lors d'une réaction de condensation (ex: le saccharose).

Polysaccharide

Macromolécule glucidique formée de plus de $10$ oses reliés par des liaisons glycosidiques, jouant un rôle de réserve énergétique ou de structure.

Glycogène

Polysaccharide de réserve hautement ramifié chez les Animaux, composé d'environ $30\,000$ monomères de glucose.

Cellulose

Polysaccharide structural linéaire composé de monomères de $\beta$-glucose, constituant majeur de la paroi cellulaire chez les végétaux.

Nucléotide

Monomère des acides nucléiques composé d'un pentose (sucre à $5$ carbones), d'une base azotée et de $1$ à $3$ groupements phosphate.

Pyrimidine

Famille de bases azotées caractérisées par un cycle unique à six atomes, incluant la cytosine ($C$), la thymine ($T$ dans l'ADN) et l'uracile ($U$ dans l'ARN).

Purine

Famille de bases azotées à double cycle (un cycle à six atomes accolé à un cycle à cinq atomes), incluant l'adénine ($A$) et la guanine ($G$).

Expérience de Griffith (1928)

Expérience ayant démontré qu'une substance provenant de bactéries Streptococcus pneumoniae pathogènes (souche L) tuées par la chaleur pouvait transformer des bactéries vivantes non pathogènes (souche R) en bactéries pathogènes.

Expérience de Hershey et Chase (1952)

Expérience utilisant le soufre radioactif ($^{35}\text{S}$) et le phosphore radioactif ($^{32}\text{P}$) sur des phages T2, prouvant que le matériel génétique des virus est constitué d'ADN et non de protéines.

Règles de Chargaff (1947)

Découverte établissant que dans l'ADN de toute espèce, la quantité d'adénine est égale à celle de thymine ($A = T$) et la quantité de guanine est égale à celle de cytosine ($G = C$).

Photo 51

Image de diffraction des rayons X obtenue par Rosalind Franklin en 1952, révélant la structure hélicoïdale de la molécule d'ADN.

Double hélice de l'ADN

Modèle tridimensionnel de l'ADN proposé par Watson et Crick (1953), formé de deux brins polynucléotidiques antiparallèles enroulés l'un autour de l'autre et unis par des liaisons hydrogène entre bases complémentaires.

ARN messager (ARNm)

Acide nucléique simple brin qui transfère l'information génétique depuis l'ADN du noyau vers le cytoplasme pour la synthèse des protéines.

Lipides

Classe hétérogène de molécules organiques non polymériques caractérisées par leur faible ou absence d'affinité pour l'eau (hydrophobes).

Lipides simples

Lipides sans acides gras formés par l'assemblage de molécules d'isoprène ou de ses dérivés (ex: terpènes, stéroïdes comme le cholestérol).

Acide gras saturé

Acide gras ne comportant aucune double liaison dans sa chaîne hydrocarbonée, généralement solide à température ambiante (ex: acide laurique, acide stéarique).

Acide gras insaturé

Acide gras comportant une ou plusieurs doubles liaisons dans sa chaîne hydrocarbonée, créant un angle en conformation cis qui abaisse la température de fusion (ex: acide oléique).

Triglycéride

Triester formé d'une molécule de glycérol liée à trois molécules d'acides gras par des liaisons ester via une réaction de condensation (estérification).

Phosphoglycérolipide

Lipide constitué d'un glycérol lié à deux acides gras (queues hydrophobes) et un groupement phosphate (tête hydrophile), composant fondamental des membranes biologiques.

Micelle

Structure sphérique formée spontanément par des phospholipides en solution aqueuse, orientant les têtes hydrophiles vers l'eau et les queues hydrophobes vers l'intérieur.