2017-09-13
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Processus cellulaires
Module 2
MitonchondrieCytoplasme
Processus
cellulaire
Composés
organiqueCellules
Glucide
-Mono
-Di
-Poly
Lipides
-Triglycérides
Phospholipides
Stéroïdes
Cires
Protides
Protéines
EnzymesAcides
nucléiques
ADN
ARN
NatureCycle
catalytiqueActions
Eucaryote
Procaryote
Composante
Respiration
cellulaire
GlycolyseÉtape Co-
enzyme A
Cycle de
Krebs
Chaîne de
transport
d'électron
A
T
P
Thèmes du module
Composés organiques et composantes cellulaires
Enzymes et leurs fonctions
Respiration cellulaire
Les composés organiques
Macromolécules: grosses molécules composées de petites sous-unités qu’on appelle monomères. Plusieurs monomères peuvent se lier ensemble pour former des polymères (chaîne de monomères).
Composé à base de carbone essentiel
aux organismes vivants.
Les composés organiques
Macromolécules essentielles à la vie:
Glucides
Lipides
Protéines
Acides nucléiques
monomères polymère
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Les monomères s’unissent ensemble par des réactions de condensation
libérant une molécule d’eau à chaque monomère qui s’ajoute.
p. 26 Bio12
Les polymères se brisent par des réactions d’hydrolyse (contraire de la
condensation) nécessitant une molécule d’eau pour chaque monomère
qui se libère.
p. 26 Bio12
Principaux groupes de
macromolécules
-Glucides (hydrates de carbone)
-Lipides
-Protéines (protides)
-Acides nucléiques
Les glucides
Exemples Fonctions
monosaccharidesucre simple (monomère)
Glucose (miel,
raisin)
Galactose (lait)
Fructose (fruits)
Source d’énergie dans la cellule.
disaccharidesucre double(fait de 2 monosaccharides)
sucroselactosemaltose
Principale forme de sucre transportée dans l’organisme
pp. 10-12 Bio 11
Disaccharides
Sucrose (glucose + fructose)sucre de table
Lactose (glucose + galactose)produits laitiers
Maltose (glucose + glucose)sucre de malt
Exemples Fonctions
polysaccharidesucre complexe (fait de plusieurs
monosaccharides- glucose)
amidon
glycogène
cellulose
chitine
Réserve d’énergie dans les plantes.Réserve d’énergie dans les animaux.Matériel structural dans les plantes.Matériel structuraldans les crustacéset les insectes.
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Formation des glucides
glucose fructose sucrose
monosaccharide
monosaccharide
Réaction de condensation
disaccharide
Perte d’une molécule d’eauFormation d’une liaison glycosidique
Rôles du glucide dans la celluleNUTRIMENT ESSENTIEL
(utilisé par la cellule pour obtenir de l’énergie via la respiration cellulaire)
RÉSERVOIR D’ÉNERGIE (amidon et glycogène)
TRANSPORT D’ÉNERGIE (disaccharides)
CONSTRUCTION (cellulose - plantes, chitine –crustacés et insectes)
AUTRES…glucides des groupes sanguins
Les lipides
Monomère (unités de base)
glycérol acide gras
Tête (hydrophile)groupement carboxyle
Queue (hydrophobe)
4 familles:1) Graisses
2) Phosphoglycérolipides
3) Stéroïdes
4) Cires
Les lipides
Macromolécule
(1 glycérol + 1 à 3 acides gras)
Ex: Triacylglycérol
(1 glycérol + 3 acides gras)
Les graisses
glycérol3 acides gras
Formation d’un triacylglycérol
Réaction de condensation
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Formation d’un triacylglycérol
Liaison ester
Les graissestriacylglycérols
Graisse animale Acides gras saturés Solide à la température de la pièce Plus difficile à briser les liens entre les carbones
lors de la digestion
Graisse végétale Acides gras insaturés Liquide à la température de la pièce Plus facile à briser les liens entre
les carbones lors de la digestionBio 11 p. 13
Rôle des graisses
Réserve d’énergie (plus efficace que les glucides)
Protection (organes vitaux)
Isolation
Bio 11 p. 12
Les phosphoglycérolipides
1 glycérol + 2 acides gras + groupement phosphate
Tête (hydrophile) glycérol + gr. phosphate
Queue (hydrophobe) 2 acides gras
Bio 12 p. 29 Fig. 1.23
Rôle des phosphoglycérolipides
Constituants des membranes cellulaires.Double couche lipidique.Donne la fluidité des membranes.
Bio 12 p. 29 Fig. 1.23Bio 11 p. 23 Fig. 1.27 et 1.28
Rôle des phosphoglycérolipides
Bio 11 p. 25 Fig. 1.29
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Les stéroïdes Différentes structures (cholestérol,
stéroïdes anabolisants, corticostéroïdes, hormones sexuelles)
Formés par un squelette carboné
(4 anneaux collés)
CHOLESTÉROL
Composantes des
membranes cellulaires
Constituant de base de plusieurs autres stéroïdes (testostérone, estrogène)
Cires
- acides gras produits par certains organismes
ex : cire d’abeille, certaines feuilles de plantes
- chimiquement très stable et ses propriétés varient peu dans le temps
Rôles de la cire
Plantes: prévient la déshydratation de leurs cellules
Bougies
Cosmétiques (épaississant, lisse et adoucit peau,
empêche eau de s’évaporer)
Enrobe bonbons
Poupées, statues
Produits d’entretien du bois
Planches à neige, skis
Encres
Abondantes, différentes Macromolécules les plus complexes.
Monomère de base = ACIDE AMINÉ(molécule avec 3 groupements)
Les protéines
Groupement
amine
Groupement
carboxyle
Groupement variable
Acides aminés
Les propriétés physiques et chimiques du groupement fonctionnel déterminent les caractéristiques de l’acide aminé.
Notre corps utilise seulement 20 différents types d’acides aminés (courants).
Polymère formé d’acides aminés
2 a.a. Dipeptide
10 a.a. Polypeptide
50+ a.a. Protéine
Forme tridimensionnelle définie et
complexe (structure primaire, secondaire,
tertiaire et quaternaire)
O Fabriquées à partir des gènes (ADN)
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Fonction des protéinesFonction Exemple UtilitésSoutien collagène cartilage, tendons, ligaments
Structure kératine cheveux, ongles, plumes
Transport hémoglobine transporte O2/CO2 (sang)
myoglobine transporte O2/CO2(muscles)
Régulation insuline contrôle le niveau de
hormonale glucose dans le sang
Catalyseur lactase lactose en glucose et galactose
Fonction Exemple Utilités
Contraction actine contraction des fibres
myosine musculaires
Immunité anticorps identifie les protéines
myoglobine étrangères
Métabolisme enzymes accélère la vitesse des
réactions nécessaires pour
toutes les synthèses et
dégradations
Formation d’un dipeptide
liaison peptidique
Les acides aminés se lient par
condensation pour former des
dipeptides, polypeptides et
protéines.
+
Acides nucléiques
Polymères formés de monomères nommés nucléotides.
Types
ARN : acide ribo nucléique
ADN :
acide
désoxyribo
nucléique
groupement phosphate DÉSOXYRIBOSE
nucléotide désoxyribose (ADN) nucléotide ribose (ARN)
Bases azotéesA G C T
groupement phosphate RIBOSE
Bases azotéesA G C U
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Formation d’une chaîne de nucléotides
+ 2 H2O
Réaction de condensation
chaîne de nucléotides3 nucléotides
liaison
phosphodiester
•Support de l'information
génétique (gènes et
chromosomes) retrouvé dans
le noyau
•Formé de 2 brins enroulés en
double hélice selon le modèle
de Watson et Crick
•Ordre des bases azotées qui détermine le
code génétique
•Variation dans l’ordre = individualité
•Capable de se répliquer
ADN
ADN (suite)
Bases sont unies:
T(hymine) - A(dénine) liens hydrogènes
doubles
G(uanine) -C(ytosine) liens hydrogènes
triples
Une double hélice
chaîne denucléotides
chaîne denucléotides
squelette (phosphate + pentose)
liaison hydrogène
double hélice (2 chaînes de nucléotides)
ARN
Copie inverse de l’ADN en 1 brin
Trois types: Messager (ARNm, copie faite dans le noyau)
De transfert (ARNt, qui apporte les acides
aminés à l’ARNm sur le ribosome)
Ribosomal (ARNr, sert à la synthèse des protéines)
Base azotée uracile remplace la thymine retrouvée dans l’ADN
Composantes cellulaires
Procaryote:
Eucaryote:
Organisme formé d'une cellule unique ne
contenant pas de noyau, ni aucun organite
(bactéries)
Organisme vivant possédant un noyau isolé du
cytoplasme par une membrane et qui contient
de l'ADN et des organites.
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Cytoplasme
Milieu plus ou moins homogène, le cytosol, dans lequel baignent des structures, les
organites, délimitées par des membranes biologiques. Le cytoplasme est donc un
colloïde.
La première étape de la respiration
cellulaire (anaérobie – pas besoin
d’oxygène), la glycolyse, se produit
dans le cytoplasme.
Mitochondrie
Organite cellulaire où se déroule la majeure partie de la respiration cellulaire
(aérobie – besoin d’oxygène), c’est-à-dire, le processus qui transforme le glucose en
énergie que la cellule peut utiliser, soit l’adénosine triphosphate (ATP).
La mitochondrie décompose les molécules d’éléments nutritifs comme les
glucides.
Matrice
Les crêtes augmentent la
surface de la membrane, et
ainsi la capacité de
produire l’ATP.
Enzymes
Protéines qui catalysent(accélèrent) les réactions chimiques en diminuant l’énergie d’activation.
Essentielles à la vie.
Spécifiques à un substrat(réactif).
Responsables de la plupart des réactions de la cellule.
Ont un site spécifique (à la forme du substrat) où le substrat se lie temporairement (site actif).
Demeurent inchangées suite à la réaction chimique.
Fonctions des enzymes
Digèrent (hydrolyse de macromolécules)
Produisent des molécules (condensation de macromolécules)
Transfèrent des substances à travers la membrane cellulaire
Libèrent de l’énergie
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La structure d’une enzyme
Substrat: réactif dans une réaction chimique.(exemple: le sucrose)
Le substrat est reconnu par un site actif d’une enzyme particulière.
Enzyme
Site actif:Endroit où se logent les substrats et où a lieu la réaction chimique.Le site actif accueil seulement un type de substrat.
Bio 12 p.42-43
La structure d’une enzyme
Complexe enzyme - substrat
Enzyme
Substrat
Le complexe enzyme - substrat est comparable à une clé et serrure. Le complexe enzyme - substrat forme un composé chimique. Une fois dans le site actif, le substrat peut subir les modifications
nécessaires de la réaction métabolique.
Bio 12 p.42-43
La structure d’une enzyme
Enzyme
Substrat ASubstrat B
Bio 12 p.42-43
La structure d’une enzyme
Enzyme
Substrat A
Substrat B
Bio 12 p.42-43
Enzyme
Substrat A
Substrat B
Le cycle catalytique
1. Quand le site actif des enzymes, comme le saccharase, est libre de substrat, le cycle débute.
2. Un complexe enzyme-substrat est formé lorsque le substrat (le disaccharide sucrose) se lie au site actif.
3. Le substrat sucrose se transforme en produit à l’intérieur du site actif.
4. L’enzyme saccharase libère les produits (fructose + glucose) et est alors libre d’accepter une autre molécule du substrat sucrose.
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Classes d’enzymes Actions des enzymes
Hydrolases et Hydratases
Ajoute de l’eau (hydrolyse).Enlève de l’eau (condensation).
OxydoréductasesTransfère les électrons (réaction
d’oxydoréduction).
Transférases Décompose ou forme une liaison C-C
IsomérasesModifie la structure ou la
géométrie d’une molécule.
LigasesForme des liaisons C-C , C-S , C-
O ou C-N par condensation.
Lyases
Ajoute des groupements à une double liaison C=C ou enlève des groupements pour former une
liaison C=C ..
Facteurs influençant activités enzymatiques1. Température
Activité des enzymes augmente avec la température jusqu’à une température maximale. Au-delà d’un point critique, l’activité cesse immédiatement, donc, les réactions ne se font plus.
2. pH
Chaque enzyme fonctionne à un pH spécifique optimal (majorité des enzymes entre 6 et 8).
Lorsqu’une enzyme subit des changements (p.ex. à cause de températures élevées, pH bas ou élevé, etc), elle devient dénaturée.
Une enzyme dénaturée est une protéine qui a perdu sa forme (tridimensionnelle), sa fonction. Elle ne peut plus faire son travail et va se faire hydrolyser en acides aminés.
CoenzymePartie de l’enzyme (autre que hydrolase) non
protéique (n’est pas un acide aminé) constituée d’un
composé organique de petite taille (facteurs de
croissance, vitamines, etc).
• Agissent au niveau du substrat.
• Souvent indispensables.
• Chez humain et organismes supérieurs, doivent être pris dans nourriture.