I-A-1 L’eau, les petites molécules organiques
Les atomes de carbone des molécules biologiques portent des fonctions variées qui déterminent leurs propriétés physico-chimiques (dimension, solubilité, polarité, ionisation).
Le rôle biologique des molécules organique dépend de leurs propriétés physico-chimiques et de leur réactivité.
Des réactions d’oxydoréduction modifient et diversifient les fonctions chimiques des petites molécules biologiques. Une même molécule biologique peut appartenir à plusieurs familles.
La famille des glucides est composée des oses et des osides.
Les oses ou glucides simples sont des molécules chirales réductrices qui dérivent du glycéraldéhyde ou du dihydroxyacétone et qui portent plusieurs fonctions hydroxyle.
Les di-osides sont des dimères d'oses associés par liaison osidique.
Les lipides sont des molécules organiques hydrophobes de faible masse molaire. Ils peuvent posséder des groupements hydrophiles qui permettent la formation de micelles et de
bicouches.
Les glycolipides sont des molécules mixtes associant un lipide à un ou plusieurs radicaux glucidiques.
Les acides alpha-aminés ont un état d’ionisation qui dépend du pH.
Leur diversité repose sur les caractéristiques de leurs radicaux.
La liaison peptidique unit deux acides aminés selon une géométrie qui conditionne les structures d’ordre supérieur.
Les nucléotides sont des molécules organiques composées d'une base azotée purique ou pyrimidique et d'un pentose phosphorylé.
Leur diversité est due à la nature de la base azotée.
Ils forment des molécules de petite taille solubles et mobiles ou susceptibles de s’associer à des protéines
Les conversions d’une famille à l’autre sont possibles.
Oses, acides aminés et nucléotides sont également les monomères d’édifices macromoléculaires.
I-A-2 Les macromolécules
Les macromolécules sont des polymères de forte masse molaire (globalement supérieure à 5000 Daltons). Ce sont des glucides, des acides nucléiques, des protéines ou des polyphénols
(lignine).
Les macromolécules glucidiques, non réductrices, sont des polymères le plus souvent monotones d’oses.
Selon leur taille, leur solubilité, leur activité osmotique ou leur structure tridimensionnelle, ils forment de grands édifices aux fonctions diverses
Ils peuvent s'associer à d'autres molécules organiques.
Les acides nucléiques sont des polymères séquencés de nucléotides. Vecteurs d’information, ils peuvent interagir avec des rotéines.
Les protéines sont des polymères d'acides aminés.
Les propriétés physico-chimiques de la liaison peptidique et des radicaux des acides aminés permettent aux protéines de s'organiser en structures tridimensionnelles secondaires, tertiaires et quaternaires.
La fonction des protéines dépend des propriétés chimiques et mécaniques de ses différents domaines fonctionnels.
Les macromolécules protéiques sont des structures dynamiques, dont les radicaux sont en permanente agitation.
Leur fonction dépend de leur organisation tridimensionnelle qui repose sur des liaisons de faible énergie qui contribuent à contenir l’agitation thermique des radicaux.
Elles peuvent s’associer de façon spécifique à d’autres molécules au niveau de sites.
Les propriétés de ces relations protéines-ligands sont semblables ; les conséquences fonctionnelles qu’entraine la fixation dépendent de la protéine.
Certaines protéines sont glycosylées.
Les lipoprotéines sont des édifices complexes de protéines et de lipides.