Introduction aux macromolécules de la vie

Composés de carbone

• Chimie organique• Pourquoi le carbone est-il si spécial?• Liaisons covalentes simples, doubles et triples

• Macromolécules de la vie

Polymérisation

• monomère + monomère = polymère• Ce processus se produit en fait beaucoup dans

le corps, à l’aide de certaines réactions. E.g. la réaction de déshydratation chez les glucides.

• Chez les glucides, le processus inverse, i.e. un polymère devenant des monomères, se produit à l’aide de la réaction d’hydratation.

Les macromolécules de la vie

1. Glucides2. Lipides3. Protéines4. Acides nucléiques

1. Les glucides• 1 : 2 : 1 pour C : H : O• Classification des glucides :– Monosaccharides– Disaccharides– Polysaccharides

• Un monosaccharide : C6H12O6

• Isomères structurales :

Polymères obtenus par la réaction de déshydratation

Disaccharides• Glucose + Glucose = Maltose (“malt

sugar”)• Glucose + Fructose = Sucrose (“table

sugar”)• Glucose + Galactose = Lactose (“milk

sugar”) • Obtenus par la réaction de déshydratation.

La réaction de déshydration

• Un ion OH- et un ion H+ se détachent de deux monomères pour former un polymère.

• E.g. 1 glucose + 1 fructose = 1 sucrose + H2O

Glucides chez les animaux

• Plusieurs animaux emmagasinent le sucre en excès dans le polysaccharide nommé glycogène.

• Lorsque le niveau de glucose dans ton sang diminue, le glycogène est relâché de ton foie.

• Le glycogène emmagasiné dans tes muscles donne de l’énergie pour la contraction musculaire et donc, les mouvements.

Glucides chez les plantes

• Les plantes utilisent un polysaccharide un peu différent que celui dans l’animal pour emmagasiner le sucre en excès : l’amidon.

• Les plantes font aussi la cellulose, un autre polysaccharide important. Les fibres de cellulose sont résistantes et flexibles, et donnent aux plantes leur rigidité.

• Une paroi cellulaire constitue principalement de cellulose. Ainsi, la cellulose est une composante majeure du bois, du papier et du coton.

Amidon• L’amidon est une combinaison de deux différents

polysaccharides :– amylose : un polymère de molécules de glucose en chaîne droite– amylopectine : un polymère de molécules de glucose ramifié

• Le résultat des deux est des milliers de molécules de glucose.• La cellulose est une longue chaîne droite formée de milliers

de molécules de glucose. L’amidon et la cellulose diffèrent dans la façon que les molécules de glucose sont liées.

2. Les lipides• Ne consistent pas de monomères/polymères• Caractéristique unique : hyposolubilité• Amphiphile : hydrophobe ET hydrophile• E.g. la membrane cellulaire est composée en

partie majeure de phospholipides

Variété de fonctions des lipides• Emmagasinage d’énergie / source d’énergie,

comme les glucides en excès sont convertis en gras.

• Composante intégrante de membranes biologiques

• Couverture d’isolation et imperméable • Utilisée dans la synthèse des hormones• Porteur de vitamines A, D, E et K• Types importants de lipides : les gras, les

phospholipides et les stéroïdes.

Les gras• Rappel : les lipides ne

sont pas des polymères• Mais, ce sont de très

grosses molécules assemblées de petites molécules par la réaction de déshydratation

• 1 glycérol + 3 acides gras = 1 gras

Les gras (continué)

• Quelques termes :– Hydroxyle : O – H– Carboxyle : O = C – H – O

• La partie carboxyle des acides gras s’attache à la partie hydroxyle du glycérol. On appelle cette liaison le lien d’ester.

• Le gras peut aussi être appelé le triglycérol• Il existe différents triglycérols selon les types

d’acides gras attachés.

Saturation des gras• Une molécule de gras

est saturée si toutes les liaisons C – C sont simples.

• La molécule est donc saturée car elle possède le nombre maximal d’atomes H possible.

• 1 seule liaison C = C : molécule insaturée

• Plusieurs liaisons C = C : molécule polyinsaturée

Les stéroïdes

• Consiste d’un squelettede carbone et de 4 anneaux fusionnés.

• Les différents stéroïdes varient selon leur groupe fonctionnel (R) attaché aux anneaux.

• Types de stéroïdes :– Cholestérol– Hormones– Autres…

Les phospholipides

• 2 acides gras + glycérol + groupe phosphate = phospholipide

• Les parties hydrophiles sont en contact direct avec l’environnement liquide en dehors et à l’intérieur de la cellule.

3. Les protéines• Peptide = monomère• Protéine = polymère• Les protéines sont des

polymères de peptides, qui sont des petits polymèresd’acides aminés

• Les acides aminés sont tenus ensembles par des liaisons peptidiques entre le groupe carboxyle d’un acide aminé et le groupe aminé d’un autre acide aminé

• Le groupe R dépend du type d’acide aminé.

Les fonctions des protéines

• Sont essentielles à la synthétisation de nouvelles structures sur le corps comme la peau, les cheveux, les os, des organelles, etc. (des tissus qui se régénèrent.)

• Réparent et maintiennent les structures cellulaires

• Forment les anticorps, enzymes et hormones• Peuvent se briser pour donner de l’énergie

lorsque les sources de glucide et de lipide ne sont pas disponibles.

Les niveaux d’organisation des protéines

1 – Séquence des acides aminés enchaînée2 – Chaînes d’acides aminés formées en hélice3 – Hélices compactées en une globule 3-D4 – Globules tenues ensembles par les forces de

Van der Waals et les ponts hydrogènes

Primaire Secondaire Tertiaire Quaternaire

4. Les acides nucléiques• Nucléotide = monomère• Acide nucléique = polymère• Un nucléotide consiste de :– Un sucre à 5 atomes de carbone– Un groupe phosphate– Une base d’azote

• Des nucléotides individuels peut être joints par des liaisons covalentes pour former un acide nucléique.

• Il y a 2 types d’acides nucléiques :• ARN – acide ribonucléique (hélice simple)• ADN – acide désoxyribonucléique (hélice double)