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MACROMOLÉCULES

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Les macromolécules biologiques

Bactérie et cellule de mammifère : compositions chimiques

Bactérie et cellule de mammifère : compositions chimiques

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Bactérie et cellule de mammifère : compositions chimiques

Compositions chimiques approximatives d'une bactérie et d'une cellule de mammifère typiques (d'après…

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Tous les êtres vivants sont constitués de cellules, d'une seule, comme chez les bactéries ou les algues primitives ; ou de plusieurs, environ 1015, comme chez les mammifères. Il est généralement admis que tous les êtres vivants dérivent d'un système protocellulaire, apparu sur la Terre il y a environ 3,5 milliards d'années. Ce germe s'est reproduit et les descendants ont évolué. Aujourd'hui, il existe deux grands types de cellules, la cellule eucaryote, qui possède un noyau, et la cellule procaryote, qui n'en possède pas. Ces cellules présentent beaucoup d'autres différences, comme la taille, l'organisation, la complexité, etc., mais se ressemblent par la nature des substances chimiques qu'elles contiennent et par leurs quantités relatives (cf. tableau). Le constituant principal des cellules est l'eau. En plus des ions inorganiques, les autres constituants, tous formés d'un squelette carboné, peuvent être divisés en deux grands groupes en fonction de leur masse molaire. Le premier groupe comprend des molécules de faible masse molaire inférieure à 2 000 grammes par mole (limite arbitraire). Ce sont essentiellement les sucres, les acides gras, les acides aminés, les nucléotides et tous les précurseurs et intermédiaires du métabolisme – au total, près de 750 espèces différentes. Le second groupe comprend les molécules de grande masse molaire appelées macromolécules ou biopolymères. Les biopolymères (de l'ordre de 2 000 espèces différentes dans une bactérie) sont les protéines, les acides nucléiques et les polysaccharides, formés par l'union de motifs élémentaires ou monomères que sont les acides aminés, les nucléotides et les sucres, respectivement. Les lipides et les phospholipides ne sont pas des macromolécules, bien qu'ils puissent s'associer et former de très grosses particules. Dans une macromolécule, les monomères (identiques ou différents) sont liés entre eux par des liaisons covalentes (interactions fortes), alors que l'association des phospholipides et des lipides résultent d'interactions beaucoup plus faibles (d'origines électrostatique et hydrophobe).

Les biopolymères ont un rôle essentiel dans le fonctionnement des cellules. Les progrès considérables réalisés dans tous les domaines scientifiques et techniques ont permis d'isoler un grand nombre de macromolécules biologiques et de déterminer, de façon très précise, leurs masses molaires, leurs formes globales et locales (dans certains cas à l'échelle atomique) et leurs fonctions biologiques.

Les acides nucléiques

Deux familles d' acides nucléiques, l'acide désoxyribonucléique (ADN) et l'acide ribonucléique (ARN), sont présentes dans les cellules. L'ADN et l'ARN résultent de l'enchaînement linéaire régulier de nucléotides. Chaque nucléotide est constitué d'une base hétérocyclique azotée (adénine, guanine, cytosine ou thymine dans le cas de l'ADN ; adénine, guanine, cytosine et uracile dans le cas de l'ARN), d'un sucre et d'un groupement phosphate. du point de vue chimique, la différence principale, apparemment minime, entre les nucléotides de l'ADN et l'ARN porte sur la nature du sucre, un désoxyribose et un ribose, respectivement. Néanmoins, l'ADN et l'ARN ont des structures et des fonctions tout à fait différentes.

Dans la cellule, l'ADN adopte une structure en double hélice droite, résultant de l'association non covalente de deux brins (ou chaînes) complémentaires ; chaque nucléotide d'un brin étant apparié à un nucléotide de l'autre brin. Cette structure a été décrite pour la première fois, en 1953, par F. H. C. Crick et par J. D. Watson. La masse molaire de l'ADN, très grande, varie suivant les espèces. L'ADN humain contient 3 milliards[...]

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Écrit par

  • Michel FONTANILLE : docteur ès sciences physiques, professeur à l'université de Bordeaux-I
  • Yves GNANOU : docteur ès sciences physiques, directeur de recherche au C.N.R.S.
  • Marc LENG : docteur ès sciences, directeur de recherche au C.N.R.S.

Classification

Pour citer cet article

Michel FONTANILLE, Yves GNANOU, Marc LENG, « MACROMOLÉCULES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le . URL :

Médias

Diverses configurations des homopolymères

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Les diverses configurations des homopolymères.

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Visualisation de polymères à faible taux de cristallinité

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Visualisation de polymères à faible taux de cristallinité

Visualisation de polymères à faible taux de cristallinité.

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Pierre-Gilles de Gennes

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Violaine Paquereau

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Le physicien français Pierre-Gilles de Gennes, lauréat du prix Nobel de physique 1991 pour ses…

Violaine Paquereau

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Autres références

  • ACÉTAMIDE (éthanamide)

    • Écrit par Dina SURDIN
    • 1 797 mots

    CH3—CO—NH2

    Masse moléculaire : 59,07 g

    Masse spécifique : 1,16 g/cm3

    Point de fusion : 82 0C

    Point d'ébullition : 222 0C.

    Monoamide primaire se présentant en cristaux blancs hexagonaux ou rhomboédriques. La structure cristalline de l'acétamide déterminée par les rayons[...]

  • ANTIGÈNES

    • Écrit par Joseph ALOUF
    • 40 594 mots
    • 5 médias
    En règle générale,les antigènes sont des macromolécules, mais toute macromolécule n'est pas obligatoirement immunogène. L'immunogénicité d'une macromolécule est d'autant plus élevée que sa taille est plus importante. Exceptionnellement, un certain nombre de molécules de faible taille moléculaire[...]

  • BIOPHYSIQUE

    • Écrit par Claude Michel GARY-BOBO
    • 35 268 mots
    La biophysique moléculaire se donne pour tâche l'étude de l'organisation spatiale des macromolécules en relation avec leurs interactions fonctionnelles dans le milieu biologique. C'est peut-être dans ce domaine que la puissance des méthodes physiques se révèle de façon le plus spectaculaire, par[...]

  • CHAMPETIER GEORGES (1905-1980)

    • Écrit par Pierre SIGWALT
    • 6 232 mots

    Chimiste français, né et mort à Paris, fondateur en France de la chimie macromoléculaire.

    Georges Champetier fait ses études secondaires à l'école primaire supérieure Lavoisier. Il y prépare le concours d'entrée à l'École supérieure de physique et chimie industrielles de la Ville de Paris, où[...]

  • CHIMIE - Histoire

    • Écrit par Élisabeth GORDON, Jacques GUILLERME, Raymond MAUREL
    • 61 520 mots
    • 7 médias
    La synthèse et l'étude des macromolécules s'est amorcée après la Première Guerre mondiale et a permis l'apparition de matières plastiques, résines et vernis élastomères, fibres textiles, lubrifiants, etc. La connaissance de la structure des polymères (naturels ou artificiels), jointe[...]
  • Afficher les 18 références

Voir aussi

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