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.