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Chapitre 2
Gilles BourbonnaisCours compensateursUniversité
Laval
Les molécules de la vie
Voir aussi Les molécules de la vie
2
1. Introduction
Chaque être vivant contient des milliers de
molécules différentes. On peut regrouper la
plupart de ces molécules en 4 grandes familles

• Glucides (sucres ou hydrates de carbone)
• Lipides (gras, huiles et stéroïdes)
• Protéines
• Acides nucléiques

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2. Les glucides (2-5)
On divise les glucides en

• Monosaccharides (sucres simples)
• Disaccharides (sucres doubles)
• Polysaccharides

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Monosaccharides
Glucose (C6H12O6) Fructose (C6H12O6) Galactose
(C6H12O6)
5
Disaccharides
Les monosaccharides peuvent se lier deux à deux
Saccharose
glucose fructose
glucose-fructose H2O
synthèse par déshydratation (une molécule d'eau
est libérée)
6
Maltose glucose - glucose Lactose glucose -
galactose
7
Un faux glucide que notre organisme ne peut pas
utiliser (ni même digérer) le sucralose
Voyez-vous la différence avec le saccharose ?
Le sucralose goûte 600 fois plus sucré que le
saccharose
8
Pouvoir sucrant des glucides

• Saccharose 100
• Fructose 140
• Glucose 80
• Galactose 65
• Maltose 45
• Lactose 20

Les dissaccharides ne peuvent pas être
directement absorbés par le sang. Ils doivent
être séparés en monosaccharides par
l'intestin. Ex. Intolérance au lactose
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Polysaccharides
polymères de glucoses (glu-glu-glu-glu.glu)

• Amidon
• Glycogène
• Cellulose

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Amidon Glycogène Cellulose
forme sous laquelle les plantes emmagasinent le
glucose
Abondant dans les féculents (céréales, pommes de
terre, légumineuses)
11
Petits sacs remplis d'amidon dans les cellules
d'une pomme de terre. L'amidon a ici été coloré
en bleu par de l'iode.
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Amidon Glycogène Cellulose
Semblable à lamidon façon de faire de réserves
de glucose chez les animaux
13
Le glycogène peut être stocké dans le foie et les
muscles. Cette capacité d'entreposage est
toutefois limitée à 100 g pour le foie et à 375 g
pour les muscles et sert aux périodes de jeûne
d'environ huit heures (la durée d'une nuit).
Quand ces limites de stockage sont atteintes, les
surplus de glucose sont transformés en
triglycérides et entreposés dans les tissus
adipeux.
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Amidon Glycogène Cellulose
chaînes linéaires de glucose Liaisons ? (plutôt
que ?)
15
Forme des fibres. Ces fibres se collent ensemble
pour former les tissus durs des végétaux.
16
Chaque cellule végétale est entourée d'une paroi
riche en cellulose.
Papier, bois, coton cellulose
Les animaux ne peuvent pas digérer la cellulose
ne peuvent pas briser les liaisons ?
Cellulose composante importante des fibres
alimentaires
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Rôle des glucides

• Structure (chez les végétaux surtout) cellulose
• Énergie

Tous les glucides peuvent se transformer en
glucose. Glucose "carburant" dans la
respiration cellulaire
6 CO2 6 H2O Énergie
1 glucose 6 O2
18
(No Transcript)
19
3. Les lipides

• Triglycérides (graisses et huiles)
• Phospholipides (ou phosphoglycérolipides)
• Stéroïdes

20
Triglycérides (ou triacylglycérol)
molécules formées de 1 glycérol lié à 3 acides
gras
21
(No Transcript)
22
Gras saturés et gras insaturés
On ne peut pas ajouter d'hydrogène. Un carbone ne
peut pas faire plus que 4 liaisons avec dautres
atomes.
On pourrait ajouter 2 hydrogènes en transformant
la liaison double en liaison simple.
Plusieurs doubles liaisons.
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Acide oléique (monoinsaturé)
Acide palmitique (saturé)
24
Gras saturés

• Gras animal en général
• Solide à la température de la pièce
• Consommation liée à des problèmes
  cardio-vasculaires

Gras insaturés

• Gras végétal en général (beaucoup d'exceptions
  quand même)
• Liquide à la température de la pièce

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Hydrogénation d'une huile insaturée
N.B. Chaque atome de carbone peut faire 4
liaisons avec dautres atomes.
26
(No Transcript)
27
Lhydrogénation produit des acides gras trans
trans
cis
Les huiles naturelles insaturées sont toujours de
type cis.Les huiles trans sont souvent solides
à température de la pièce (comme les gras
saturés). Elles sont aussi dommageables pour la
santé que les gras saturés.
28
Les shortening sont produits à partir dhuiles
végétales insaturées (liquides) qui sont
solidifiées en hydrogénant certaines doubles
liaisons et en transformant de cis à trans les
autres.
29
9
On désigne souvent les acides gras insaturés par
le carbone de la première double liaison (en
partant du groupement méthyl). Chaque carbone est
désigné par la lettre oméga (?) et le numéro de
sa position.
8
7
6
Acide ? 9
5
4
3
2
1
La plupart des gras insaturés dans la diète
nord-américaine sont de type oméga 6. Il serait
avantageux selon plusieurs études d'augmenter la
quantité d'acide gras oméga 3 dans la diète. On
retrouve des acides gras oméga 3 surtout dans les
poissons gras d'eau froide (saumon, truite,
hareng, maquereau).
Acide ? 6
Acide ? 3
Attention, pas dans votre cahier de notes
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Rôle principal des triglycérides
Réserve d'énergie
Surplus en lipides, glucides ou protéines
alimentaires peuvent se transformer en gras.
1 g graisse 2 fois plus d'énergie que 1 g de
glucide
Animaux mettent en réserve l'énergie surtout sous
forme de gras alors que les plantes le font
surtout sous forme d'amidon. Pourquoi ?
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Phospholipides (ou phosphoglycérolipides)

• Formé de
• 1 glycérol
• 2 acides gras
• 1 groupement phosphate

Forment les membranes des cellules (voir chapitre
suivant)
32
(No Transcript)
33
Comportement des phosphoglycérolipides face à
l'eau
34
Les phosphoglycérolipides dans l'eau peuvent
s'assembler en une double membrane
35
La membrane des cellules est formée d'une double
couche de phospholipides associés à d'autres
molécules.
36
Les stéroïdes
molécules formées d'un squelette de 4 cycles de
carbone (noyau stérol).
Le plus connu cholestérol

• Entre dans la composition des membranes
  cellulaires.
• Sert à fabriquer certaines hormones (hormones
  stéroïdes, testostérone et oestrogènes, par
  exemple).

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(No Transcript)
38
HDL et LDL (p. 2-20)
Phospholipides
Cholestérol
La couche de phospholipides recouvrant le
cholestérol permet à lensemble dêtre soluble
dans leau du sang.
39
4. Les protéines (2-21)
50 du poids sec de la plupart des cellules
protéines Remplissent de nombreuses
fonctions Molécules les plus variées
Protéines polymères d'acides aminés
40
Il y a 20 sortes différentes d'acides aminés
41
(No Transcript)
42
Liaison peptidique
Chaîne Lys-ala-ile-thr
43
Juste en passant, avant de continuer avec les
protéines ...
Laspartame ( Nutrasuc ) est un dipeptide (deux
acides aminés liés lun à lautre) lié à un
méthanol
Laspartame goûte 180 fois plus sucré que le
saccharose
44
Ex. le lysosyme 129 acides aminés
Cest du lysozyme de poulet, le lysozyme humain a
130 ac. aminés
Structure primaire de la protéine ordre dans
lequel sont placés les acides aminés.
45
Les protéines sont des molécules très variées.
Si on assemblait au hasard 129 acides aminés
pigés au hasard parmi les 20, il y aurait une
chance sur 20129 ( 10167) d'obtenir du lysosyme.
46
La protéine assemblée se replie pour former une
structure tridimensionnelle précise
47
Principales forces responsables du repliement de
la chaîne dacides aminés
48
Hexokinase
Insuline
Lysosyme
49
Principales fonctions des protéines
1. Structure 2. Régulation (les hormones) 3.
Mouvement 4.Transport de molécules 5. Immunité 6.
Récepteur et transporteur membranaire 7.
Métabolisme (les enzymes)
50
1. Structure 2. Régulation 3. Mouvement 4.Transpor
t 5. Immunité 6. Récepteur et transporteur
membranaire 7. Métabolisme
Les protéines peuvent former des fibres ou des
tubes qui peuvent s'assembler pour former des
structures solides.
Ex. le collagène et la kératine
51
Collagène formé de trois chaînes d'acides
aminés imbriquées
52
Collagène protéine la plus abondante de
l'organisme.
Collagène forme la peau (derme), les tendons, les
ligaments, l'armature des os, etc.
53
Kératine forme les ongles, la couche cornée de
la peau, les plumes, les écailles, les sabots,
etc.
54
1. Structure 2. Régulation du métabolisme les
hormones 3. Mouvement 4.Transport 5. Immunité 6.
Récepteur et transporteur membranaire 7.
Métabolisme
La plupart des hormones sont des protéines
Ex. L'insuline 2 chaînes pour un total de 51
ac. Aminés La vasopressine 1 chaîne courte de 9
ac. aminés
N.B. Certaines hormones sont des stéroïdes
55
Mouvements dus à 2 protéines l'actine et la
myosine. Les cellules formant les muscles sont
remplies de ces protéines.
1. Structure 2. Régulation 3. Mouvement 4.
Transport 5. Immunité 6. Récepteur et
transporteur membranaire 7. Métabolisme
56
1. Structure 2. Régulation 3. Mouvement 4.
Transport 5. Immunité 6. Récepteur et
transporteur membranaire 7. Métabolisme
57
1. Structure 2. Régulation 3. Mouvement 4.
Transport 5. Immunité 6. Récepteurs et
transporteurs membranaires 7. Métabolisme
Les anticorps (ou immunoglobulines) sont faits de
protéines
Anticorps IGE
58
Certaines protéines forment un canal pouvant
s'ouvrir ou se fermer.
Canal responsable de l'expulsion du chlore hors
des cellules.
59
Récepteurs membranaires
60
1. Structure 2. Régulation du métabolisme 3.
Mouvement 4.Transport 5. Immunité 6. Transport
membranaire 7. Métabolisme les enzymes
La plupart des réactions chimiques qui se
déroulent dans la cellule sont catalysées par des
protéines spéciales les enzymes.
Enzyme catalyseur
Catalyseur substance qui active une réaction
chimique qui, sans le catalyseur, serait très
lente ou impossible.
Ex. synthèse ou digestion du saccharose
61
Mode d'action d'une enzyme
L'enzyme peut resservir à faire à nouveau la
réaction
62
(No Transcript)
63
Substrat sur le site actif dune enzyme
64
Ex. les premières étapes de la respiration
cellulaire p. 3-25 à 3-27
Chaque étape est catalysée par une enzyme
spécifique.
65
Traitement de lalcoolisme par le disulfiram
éthanol
Le disulfiram bloque lenzyme aldéhyde
déshydrogénase
66
L'enzyme ne peut fonctionner que si elle possède
une forme parfaitement adaptée à la ou aux
molécules qu'elle catalyse.
Les enzymes peuvent se déformer dénaturation de
l'enzyme

• Enzymes sensibles
• aux températures élevées
• au pH trop élevé ou trop faible
• Concentration excessive en électrolytes

67
Les enzymes peuvent servir à assembler de petites
molécules en plus grosses anabolisme OU à
défaire de grosses molécules en plus petites
catabolisme OU à modifier des molécules en
d'autres molécules semblables (changer un glucose
en fructose, par exemple)
Une enzyme donnée ne peut catalyser qu'une
réaction bien précise. Il y a donc autant
d'enzymes différentes que de réactions
différentes.
68
Protéine des aliments
Digestion
Notre alimentation doit contenir des protéines
Acides aminés
Circulation
Les cellules synthétisent leurs protéines à
partir des acides aminés provenant de la digestion
Nouvelle protéine
69
Acides aminés essentiels
Des 20 acides aminés nécessaires à nos cellules

• Certains peuvent être fabriqués par lorganisme à
  partir dautres molécules
• Certains (8) ne peuvent pas être fabriqués ils
  doivent être absorbés par la nourriture acides
  aminés essentiels

Les protéines animales contiennent généralement
les 8 acides aminés essentiels dans des
proportions semblables à celles de nos
besoins. Les protéines végétales peuvent être
déficientes en un ou deux acides aminés
essentiels.
70
Un acide aminé déficient dans une protéine
végétale peut être présent dans une autre et
vice-versa
71
(No Transcript)
72
(No Transcript)
73
Si la diète est trop pauvre en protéines
Lorganisme peut obtenir des acides aminés en
digérant ses propres protéines protéines
musculaires surtout (celles du sang aussi).
Si la diète est trop riche en protéines
Le surplus dacides aminés est converti en gras.
Une personne peut-elle avoir une diète telle
quelle engraisse tout en perdant de la masse
musculaire?
74
(No Transcript)
75
Protéines et maladies héréditaires
Ex. anémie falciforme
Globules rouges normaux
Globules rouges anormaux (anémie falciforme)
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L'hémoglobine est formée de quatre chaînes
d'acides aminés 2 chaînes dites ? et 2 chaînes
dites ?.
Ex. Hémoglobine 2 chaînes alpha et 2 chaînes
bêta
77
(No Transcript)
78
6. Les niveaux d'organisation de la matière

• La matière est formée d'atomes.
• Les atomes s'assemblent en molécules.
• Les molécules s'assemblent pour former les
  cellules.
• Les cellules s'assemblent en tissus.
• Les tissus en organes.
• Les organes forment les systèmes.
• Et les systèmes, les organismes.

79
(No Transcript)
80
À chaque niveau, de nouvelles propriétés
apparaissent propriétés émergentes
Les molécules ont des propriétés que n'ont pas
les atomes les constituant. Les cellules ont des
propriétés (la vie) que n'ont pas les molécules,
même les plus complexes. Le cerveau (organe) a
des propriétés que n'ont pas les neurones
(cellules) qui le forment. Etc.
Le tout est plus que la somme de ses parties.
81
FIN