Chapitre 2 : La chimie prend vie - Anatomie et physiologie humaine I

Flashcards de vocabulaire sur la chimie organique, inorganique et les macromolécules biologiques basées sur le chapitre 2 du cours BIOL1143.

une substance contient un groupement aminée et un groupement acide organique. cependant, elle ne comporte aucune liaison peptique. il s’agit

d'un acide aminé libre.

mise en situation je bois beaucoup de lait portant l'estompe de confiance (source omega 3). est ce meilleur pour la santé

dépend de la soiree ses surtout un outil marketing pour monter le prix Ceci n'est pas nécessairement meilleur pour la santé. La mise en avant des oméga 3 dans le lait est souvent une stratégie marketing, et une consommation excessive de lait peut avoir des effets variés selon l'individu.

Composés inorganiques

 Plupart des composés inorganiques
 Pas de C (sauf CO et CO2)
 Ceux que l’on trouve dans l’organisme sont :
 Eau (H2O)
 Sels (chlorure de sodium : NaCl)
 Acides inorganiques (acide chloridrique : HCl)
 Bases inorganiques (ammoniaque : NH3

Composés inorganiques –
Eau

60-80% du volume de la plupart des cellules (¢)
 Grande capacité thermique
 Absorbe ou dégage une grande quantité de chaleur
Grande chaleur de vaporisation
 Quantité d’É pour vaporiser l’eau
 Rupture des liaisons hydrogène
Polarité et qualité de solvant
 Solvant universel
Réactivité
 Ex. réaction d’hydrolyse
Amortissement
 Coussin résistant autour de certains organes

Composés inorganiques –
Sels

Composé ionique formé de :
 Cations autres que H+
 Anions autres que l’ion hydroxyle (OH-)
 Que des liaisons ioniques, jamais de liaisons covalentes
Ils se dissocient dans l’eau en ions
 Ex. Sulfate de sodium (Na2SO4) = 2 Na+ + S

Tous les ions sont des électrolytes
 Substances qui conduisent l’électricité en solution
 Essentiel à la propagation au potentiel d’action et contraction
musculaireO42-

Composés inorganiques –
Acides

Aussi des électrolytes
 Acides donneurs de protons
 Lorsque dissout dans l’eau, libère des ions hydrogène (proton)
et des anions.
 C’est la [H+] qui détermine l’acidité d’une solution

Composés inorganiques –
bases

Bases accepteurs de protons Aussi des électrolytes
 Lorsque dissout dans l’eau, libère des ions OH- et des cations
 Produit de l’eau tout en réduisant l’acidité

Composés inorganiques –
pH

Mesure de la [H+] dans une solution
 Moles par litre
Sol. de pH 7 est neutre:
 si pH , elle est alcaline
 si pH , elle est acide
pH normal du sang entre 7,35 et 7,45

Composés inorganiques –
Tampons

S’opposent aux variations brusques ou substantielles
 en libérant des H+ (en agissant comme des acides) si pH 
 en capturant H+ (en agissant comme des bases) si pH 
Système tampon acide carbonique-bicarbonate

H2CO3 donneur de H+
(acide faible)
Réponse à la
diminution du pH

Réponse à
l'augmentation du pH
HCO3-accepteur de H+
(base faible)
+ H+
proton

Composés organiques

Composés organiques
 Contiennent du carbone
Ceux qu’on trouve dans l’organisme sont :
 les glucides, les lipides, les protéines et les acides nucléiques
 Produits par déshydratation et dégradés par hydrolyse
Toutes ces molécules d’origine biologique contiennent
 les éléments C, H et O
 Les protéines, les acides nucléiques et les phospholipides
contiennent aussi
 l’élément N
 Les acides nucléiques possèdent en plus
 du phosphore (P)

Composés organiques –
Glucides

Groupe de molécules regroupant les sucres et les amidons
 Autrefois appelé hydrates de carbone (« carbs »)
 Classés selon leur taille et solubilité
 Monosaccarides
 Disaccarides
 Polysaccarides

1. Monosaccharides

1. (Sucres simples à $1$ unité) :

   • Hexoses ($6$ carbones) : Glucose, Fructose, Galactose.

   • Pentoses ($5$ carbones) : Désoxyribose et Ribose (constituants de l'$ADN$ et de l'$ARN$).

1. Disaccharides

(Sucres doubles à $2$ unités) :

• Sucrose (Saccharose) : Glucose + Fructose (sucre de table).

• Maltose : Glucose + Glucose (grains d'orge en germination).

• Lactose : Galactose + Glucose (sucre du lait)

1. Polysaccharides

(Sucres complexes à $3$ unités ou plus) :

• Amidon : Réserve énergétique des plantes.

• Glycogène : Réserve énergétique des animaux.

• Cellulose : Composant des parois cellulaires des plantes.

Composés organiques –
Glucides : Fonctions

Les glucides, en particulier le glucose,
 sont la principale source d’énergie des ¢ et de l’encéphale
Lorsque dégradé et oxydé
 des électrons sont transférés
 et l’énergie libérée sert à la formation de l’ATP
Le surplus de glucides est stocké sous forme de
glycogène dans le foie et tout excès sera converti en
graisse (glycérol) et mis en réserve (triglycérides)

Composés organiques –
Lipides

Liposolubles (insolubles dans l’eau)
 mais très solubles dans les autres matières grasses
 très solubles dans les solvants organiques (alcool, éther)
On les regroupe en plusieurs classes :
 triglycérides, phospholipides, stérols, cires
Les unités de base des lipides sont les acides gras classés :
 saturés, mono-insaturés ou polyinsaturés

Composés organiques –
Lipides : Structure

DHA ou ADH : acide docosahexaénoïque Acide gras polyinsaturé représenté par $22:6 n-3$ ($22$ carbones, $6$ doubles liaisons, première liaison au $3^e$ carbone à partir du groupe méthyle terminal)

Quelles sont les caractéristiques structurales et physiques des gras saturés à température ambiante ?

• Liaisons : Aucune double liaison entre les atomes de carbone.

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• Structure : Les molécules sont droites et peuvent se serrer très étroitement.

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• État physique : Solides à température ambiante (ex. le beurre)

Quelles sont les caractéristiques structurales et physiques des gras insaturés à température ambiante ?

• Liaisons : Présence d'au moins une double liaison entre deux atomes de carbone dans l'un des acides gras.

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• Structure : La double liaison provoque une courbure dans la chaîne, empêchant les molécules de se serrer étroitement.

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• État physique : Liquides à température ambiante (ex. l'huile d'olive).

• Triglycérides (Graisses neutres)

• Composés d'une molécule de glycérol liée à $3$ acides gras. Constituent la forme majeure de stockage d'énergie dans l'organisme

• Phospholipides :

• Composants structuraux majeurs des membranes plasmiques cellulaires.

• Structure : Tête polaire hydrophile (groupement azoté, phosphate $PO_4^{3-}$, glycérol) attirée par l'eau, et deux queues non polaires hydrophobes (deux acides gras : un saturé rectiligne et un insaturé courbé).

• Organisés en double couche phospholipidique formant une barrière étanche à l'eau et aux ions.

• Stéroïdes

• Cholestérol : S'insère dans la membrane plasmique pour en stabiliser la structure et sert de précurseur pour la synthèse des hormones stéroïdiennes.

• Eicosanoïdes

• Médiateurs chimiques issus d'acides gras insaturés (ex. prostaglandines)

Composés organiques –
Protéines

Composés organiques –
Protéines
Représentent 10-30% de la masse des ¢
Molécules dont les fonctions sont les + diverses
 Principal matériau structural de l’organisme
 Muscle
Protéines structurales dans la ¢
 Rôles essentiels dans le fonctionnement de la ¢
 e.g. enzymes, hémoglobine, protéines contractiles

Composés organiques –
Protéines : Structure

• $20$ acides aminés communs (dont $10$ essentiels), possédant tous :

  1. Un groupement amine basique ($-NH_2$).

  2. Un groupement acide carboxylique ($-COOH$).

  3. Un carbone central lié à un atome $H$ et à un radical variable ($-R$)

• Assemblage des peptides et des protéines :

• Reliés par des liaisons peptidiques.

• Acides aminés $\rightarrow$ Peptides ($2$ à $49$ aa) $\rightarrow$ Protéines ($50$ aa et plus, généralement $100$ à $10\,000$ aa)

• Les quatre niveaux d'organisation structurale :

1. Structure primaire : Séquence linéaire précise de la chaîne polypeptidique.

2. Structure secondaire : Enroulement en hélice alpha ($\alpha$) ou pliage en feuillet plissé bêta ($\beta$), stabilisés par des liaisons d'hydrogène.

3. Structure tertiaire : Superposition de repliements tridimensionnels formant une structure globulaire compacte créant le site actif.

4. Structure quaternaire : Combinaison de deux ou plusieurs chaînes polypeptidiques à structure tertiaire (ex. hémoglobine, transthyrétine).    

• Dénaturation protéique :

• Des températures ou des pH extrêmes rompent les liaisons d'hydrogène et altèrent la structure tridimensionnelle. Une protéine dénaturée perd sa fonction biologique.

• Fonctions des protéines dans l'organisme

Construction et réparation tissulaire
 Croissance et renouvellement de tous les tissus
Fonction immunitaire
 Via anticorps qui défendent l'organisme contre les infections
Transport
 Ex. Hg transporte O2, d'autres transportent nutriments
Fonction hormonale
 Synthèse d'hormones (ex: insuline)
Fonction enzymatique
 Catalyseurs indispensables aux réactions métaboliques

Catalyseurs métaboliques

• Protéines spécialisées qui augmentent la vitesse des réactions chimiques cellulaires en diminuant l'énergie d'activation ($E_a$) nécessaire.

• Mécanisme et propriétés :

  • Ne sont pas consommées ni altérées lors des réactions (réutilisables et recyclables).

  • Fonctionnent par ajustement spécifique entre leur site actif et la forme géométrique du substrat

Les Acides Nucléiques ($ADN$ et $ARN$) et l'ATP

• se sont les plus grande molécule de lorganisme

• Structure des nucléotides (Unités de base) :

  • Chaque nucléotide comprend une base azotée, un pentose (sucre à $5$ carbones) et un groupement phosphate.

  • Cinq bases azotées : Adénine ($A$), Guanine ($G$), Cytosine ($C$), Thymine ($T$), Uracile ($U$).

• L'Acide Désoxyribonucléique ($ADN$) :

• Structure en double hélice orientée $5' \rightarrow 3'$.

• Contient du désoxyribose et les bases $A$, $T$, $C$, $G$.

• Détermine la structure des protéines et se réplique à l'identique avant la division cellulaire.

• L'Acide Ribonucléique ($ARN$ ) :

un seul brin
 Contient du ribose et les bases A, G C
et U
 Synthèse des protéines en suivant les
instructions de l’ADN

Composés organiques –
ATP

Source d’énergie universelle des
¢ de l’organisme
 Emmagasinées dans les liaisons des
groupements phosphates
 Une partie de cette énergie est
produite
 par dégradation du glucose et
d’autres aliments
 Responsable du travail cellulaire
 Travail de transport
 Travail mécanique
 Travail chimique

Déséquilibre
homéostatique

Les reins jouent un rôle vital en maintenant l'équilibre des ions dans les liquides corporels. Une perturbation de cet équilibre ionique compromet le fonctionnement global de l'organisme et entraîne l'arrêt progressif de l'ensemble des activités physiologiques.