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• On distingue généralement les eukaryotes des prokaryotes • Les prokaryotes (e

• On distingue généralement les eukaryotes des prokaryotes • Les prokaryotes (eux-memes subivisés en bactéries et archéens) sont unicellulaires, de petite taille (typiquemet 1μm), et ont une structure simple • Les eukaryotes sont uni- ou multicellulaires, plus grands, et ont une structure plus complexes • La vie est apparue il y a 3, 8 milliards d’années, tous les organismes proviennent d’un ancêtre commun Les molécules de la vie On les regroupe en 4 grandes familles: ⮚ les petite molécules ⮚ les protéines ⮚ l’ADN ⮚ l’ARN Petites molécules ⮚Petites molécules ayant un rôle: ATP, NADPH stockent l’energie ⮚Sucres, lipides (sources d’energie, structure des membranes) ⮚Acides aminés et nucléotides, qui sont les blocs de base pour former les protéines et l’ADN/ARN. • Le nicotinamide adénine dinucléotide phosphate . Au niveau du métabolisme, le NADPH est principalement produit par la phase oxydative de la voie des pentoses phosphates. Le NADPH est la source principale d'électrons utilisés dans les réactions biosynthétiques dans la cellule. • NADP+/NADPH ; NADPH réducteur très puissant qui transfert 2 électrons • Couple redox : NADP+ + H+ + 2e ----> NADPH Souvent écrit NADP+ + 2H+ + 2e -----> NADPH + H+ Protéines • Les protéines représentent 20% du poids de la cellule (eau=70%). Elles ont de multiples fonctions: • Structurale : ex: le collagene relie les os et les tissus • Catalytique: les enzymes catalysent une multitude de réactions biochimique (formant le métabolisme). Ex: la bexokinase permet la conversion du glucose au glucose-6-phosphate • Les protéines membranaires maintiennent l’environnement cellulaire, régulent le volume de la cellule, créent des gradients ioniques pour les muscles et le systeme nerveux... les Molécules simples • Les molécules biologiques qui contiennent l’information génétique sont les acides nucléiques. • Les acides nucléiques sont composés de molécules simples comme l’acide phosphorique (PO4H3), des oses à 5 carbones (pentoses) et des bases azotées (purines ou pyrimidines). Le phosphate inorganique est un ion stable formé à partir de l’acide phosphorique PO4H3. On l’écrit souvent Pi. Les bases • Il existe deux type de bases; A. les bases puriques B. les bases pyrimidiques Les bases azotées des acides nucléiques appartiennent à deux classes de molécules selon le noyau aromatique qui en constitue le squelette. • Le noyau pyrimidine est le plus simple : c’est un noyau aromatique à six atomes, quatre carbones et deux azotes ; les deux azotes en position méta (n° 1 et 3). • Le noyau purine est constitué de deux noyaux hétérocycliques accolés, un de six atomes et l’autre de cinq atomes, ayant deux carbones en commun au milieu. Par rapport à ces carbones communs, les azotes occupent des positions symétriques (n° 1 et 3 à gauche, n° 7 et 9 à droite). • Les différentes bases rencontrées dans les acides nucléiques en dérivent selon les substituants que portent les atomes de ces noyaux. De nombreux médicaments appartiennent aussi à ces deux classes de bases azotées. Bases puriques • Les bases puriques sont au nombre de 2 : l’adénine et la guanine. Les purines ont un double noyau aromatique comportant à gauche un cycle hexagonal de 4 carbones et 2 azotes et à droite un cycle pentagonal de 3 carbones (dont 2 communs avec le précédent) et 2 azotes. Etymologie et historique • Le terme de purine provient de [pus], puisque c’est dans ces cellules de pus [en fait des globules blancs] que furent decouvertes ces bases vers 1870. • Le terme guanine provient lui de [ GUANO] nom que l’on donne en amerique du sud aux excrements d’oiseaux qui sont naturellement riche en cette bases. • L’adénine est constituée d’un noyau purine dont le carbone 6 est substitué par une fonction amine. Elle est la seule des bases nucléiques dont la formule ne contient pas d’atome d’oxygène La guanine est constituée d’un noyau purine dont le carbone 2 est substitué par une fonction amine et le carbone 6 par une fonction cétone. • Les regles de numerotations imposent de numeroter d’abord le noyau pyrimidique ouis le noyau imidazole. Bases pyrimidiques les bases pyrimidiques sont au nombre de 3 ⮚ la cytosine ⮚ l’uracile ⮚ la thymine Les pyrimidines ont un noyau aromatique hexagonal de 4 carbones et 2 azotes. • La cytosine est constituée d’un noyau pyrimidine dont le carbone 4 est substitué par une fonction amine et le carbone 2 par une fonction cétone. • L’uracile est constituée d’un noyau pyrimidine dont les carbones 2 et 4 portent des fonctions cétone • La thymine est aussi constituée d’un noyau pyrimidine dont les carbones 2 et 4 portent des fonctions cétone, mais dont le carbone 5 est substitué par un méthyl. • les regles de numerotation impliquent que l’un des atomes d’azote porte l’indice 1 et l’autre l’indice 3 quelle que soit la facon de representer la molecule. Equilibre de tautomerie • transposition au sein de la meme molecule entrainant la transformation du compose chimique en un isomere different du premier par l’emplacement d’un atome et par la disposition des liaisons. • Cette transposition s’etablit par un equilibre dynamique entre les deux formes isomeres, c’est a dire qu’il y a constamment passage d’une forme a une autre, et inversement. • Equilibre de tautomerie, permet a la molecule de basculer sous d’autre forme; ce sont des migrations de doublets et d’atomes d’hydrogenes qui engendrent l’existence de cet equilibre. Tautomérie céto-énolique (thymine) Formecéto Forme énol Tautomérie amino-imino (adenine N. B. lorsque la base porte des fonctions cetones, on dit qu’elle se trouve sous la forme LACTAME. lorsqu’elle porte des fonctions enols on dit qu’elle se trouve sous la forme LACTIME. • Si l’equilibre de tautomerie touche une fonction amine, comme la cytosine on dit que l’equilibre s’etablit entre la forme amino [NH2] et la fonction imino [NH] Erreurs d’appariement • On constate que si une base est sous sa forme lactame ou imino, il se produit des erreurs d’appariement ou de replication. • Exemple; la forme imino de la cytosine provoque un appariement avec l’adenine au lieu de la guanine. Les oses • les deux sucres rencontres sont; ⮚ le ribose dans l’ARN ⮚ le desoxyribose dans l’ADN. Le ribose est un pentose de la série D, dont tous les hydroxyles sont orientés à droite (représentation de Fisher). Dans les acides ribonucléiques (RNA), il est cyclisé en ribofuranose : anomère β spécifiquement. Le désoxyribose, composant des acides désoxyribonucléiques (DNA) est dérivé du ribose par une réduction de la fonction alcool secondaire du carbone n°2. Le désoxyribose confère à cet acide nucléique une plus grande stabilité propre à sa fonction de conservation de l’information génétique. • Ils correspondent a la liaison entre un ose et une base; cette liaison est donc de type Beta-N-glycosidique, et forme soit des ribonucleosides, soit des desoxyribonucleosides. • Les sucres (ribose ou désoxyribose) se lient aux bases azotées par des liaisons impliquant un des azotes de la base et le carbone n°1 de l’ose (carbone réducteur ). Ce sont des liaisons N-osidiques. • Pour la base purine la liaison se fait sur l’azote 9 • Azote 1 pour les pyrimidines • Dans un nucléoside, on numérote les atomes de la base par des chiffres : 1, 2, 3, etc... et pour les distinguer, les carbones du sucre sont numérotés 1’, 2’, 3’, • L’acide phosphorique est un composé chimique de formule H3PO4. C'est un oxoacide trifonctionnel (triacide) important en chimie inorganique et fondamental en biochimie • Un polyacide ou acide polyfonctionnel est un acide qui a la possibilité de libérer en solution aqueuse plusieurs ions H+ (ou protons) par opposition aux monoacides qui ne peuvent en libérer qu'un. • La liaison entre l’acide phosphorique et l’ose se fera par une liaison ester suivant une reaction classique. • La fonction acide reagit avec une fonction alcool pour former une liaison ester et de l’eau. On sait que la liaison anhydride d’acide permet le stockage d’une quantite importante d’energie qui pourra etre liberee lors de l’hydrolyse [ liberation de 7 kcal/mol dans les conditions standards, et de 12 kcal/mol dans les conditions cellulaires] Les nucleotides • ils resultent de la liaison entre une base, un ose, et de 1 a 3 acide phosphorique • Un nucléotide est une molécule composée d’un nucléoside lié par une liaison ester à un acide phosphorique. Les nucléotides de l’ARN possèdent la même structure de base, mais le sucre est un ribose. • Il n’existe qu’une seule différence entre les deux types de sucre : il n’y a pas de groupement hydroxyle lié au deuxième atome de carbone du cycle de désoxyribose. • L’ADN et l’ARN contiennent les mêmes bases de purines ainsi que la même base pyrimidine de cytosine. • Toutefois, la base de thymine se trouve uniquement dans l’ADN, alors que l’uracile ne se trouve que dans l’ARN. • Rosalind Franklin en 1953 prend ce rayon-X qui démontre la structure de l’ADN. Elle n’a pas été reconnue à l’époque à cause d’attitude négative envers les femmes. Cette photo a aidé à Watson et Crick de concevoir leur modèle à 3D. Franklin est morte d’un cancer uploads/Geographie/ full-mod-2-3-4-pdf.pdf