CHAPITRE 1 Flashcards
Anatomie
Structure et forme des différentes composantes du corps humain (ex: organes, cellules, etc.)
Physiologie
Fonctions des structures
Niveaux d’organisation
- Atome
- Molécule
- Organite
- Cellule
- Tissu
- Organe
- Système
- Organisme
Organisation biologique
Hiérarchie des niveaux structuraux (les niveaux sont de + en + complexes)
Émergence
Chaque fois qu’on atteint un niveau de complexité supérieur, il y a apparation de nouvelles propriétés
Exemple d’émergence
Oxygène + Hydrogène = Eau
(deux gaz donnent un liquide)
Particularité du carbone
Le carbone peut faire 4 liaisons covalentes (donc il permet de produire de grosses molécules)
Qu’est-ce que l’électronégativité?
- Capacité d’un atome à attirer les électrons (liaison covalente simple entre 2 non-métaux)
- un atome est én, + il attire des électrons
Qu’est-ce qu’une liaison covalente non polaire?
Les atomes se partagent assez également les électrons (Én en bas de 0,4)
Qu’est-ce qu’une liaison covalente polaire?
Les atomes se partagent inégalement les électrons pcq un des atomes est plus én (0,4< Én < 1,7)
Qu’est-ce qu’une liaison covalente ionique?
Le partage d’électrons est tlmt inégal pcq la différence d’én est trop élevée alors 1 des atomes arrache l’électron(s) à l’autre atome (Én > 1,7)
Substances hydrophiles
- Se dissolvent dans l’eau (hydrosoluble)
- Molécules polaires et les électrolytes sont hydrosolubles
Substances hydrophobes
- Ne se dissolvent pas dans l’eau
- Molécules non polaires sont hydrophobes
Substances liposolubles
- Se mélangent bien dans les lipides
- Ne se dissolvent pas dans l’eau
- Les molécules non polaires sont liposolubles
- Les molécules polaires ne sont pas liposolubles (ex: huile ne se dissout pas dans l’eau)
Substances amphipathiques
- Se dissolvent partiellement dans l’eau
- Une partie de la molécule est polaire (hydrophile)
- Une partie de la molécule est non polaire (hydrophobe)
- Ex: membrane lipidique
Fonctions de l’eau
- Transport des molécules hydrophobes
- Excrétion
- Lubrifiant
- Régulation de la température corporelle
- Adhésion entre 2 surfaces
- Amortissement des chocs
Propriétés de l’eau
- Rend les molécules polaires hydrosolubles
- Chaleur spécifique élevée (peut absorber bcp de chaleur avant de changer de température)
- Chaleur de vaporisation élevée
- Tension de surface élevée
Cohésion grâce à l’eau
- Grâce aux ponts H, les molécules d’eau adhèrent les unes aux autres (cohésion)
- Permet à l’eau de monter dans les plantes
- Permet au sang d’adhérer à la paroi des vaisseaux sanguins
- Permet à certains insects de marcher sur l’eau
Eau liquide vs Glace
- Pour le mm nombre de molécules, l’eau prend - de place que la glace, dinc la glace a une + petite densité
- Permet la vie sous-marine l’hiver (la glace monte à la surface et fait un isolation pcq elle est - dense)
Substances tampons
- Substance qui minimise les variations de pH
- Accepte H+ qd la [ ] de H+ augmente
- Libère H+ qd la [ ] de H+ diminue
- Composée d’un acide faible et sa base conjuguée ou vice-versa
Exemple susbtance tampon
Acide carbonique (H2CO3) dans le sang
Qu’est-ce qu’une suspension?
- Mélange hétérogène
- Les cellules ou solutés volumineux renvoient la lumière et se déposent quand le mélange est au repos
- Ex: sang
Qu’est-ce qu’une sln?
- Mélange homogène
- Les slt les + petits ne renvoient pas la lumière et ne se déposent pas
Qu’est-ce qu’une émulsion?
- Une matière polarisée (ex: eau) et une matière non polarisée (ex: huile) forme une suspension appelée émulsion qd elles sont agitées
- Présence d’un agent émulsifiant permet de stabiliser l’émulsion
Qu’est-ce qu’un polymère?
Grosse molécule composée de plusieurs sous-unités appelées monomères
Exemples de polymères
- Polysaccharides (type de glucide)
- Protéines
- Acides nucléiques
Réaction de déshydration: synthèse d’un polymère
- Synthèse = fabriquer
- Déshydratation = perte d’une molécule d’eau
Pour fabriquer un polymère, les monomères sont ajoutés l’un après l’autre. Chaque fois qu’un monomère est ajouté à la chaîne, une molécule d’eau est perdue.
Réaction d’hydrolyse : dégradation d’un polymère
- Dégradation = briser
- Hydrolyse = brisere à l’aide d’une molécule d’eau (ajout d’une molécule d’eau)
Pour dégrader un polymère, les monomères sont enlevés l’un après l’autre. Chaque fois qu’un monomère est enlevé de la chaîne, une molécule d’eau est nécessaire.
Monosaccharide
1 sucre (tjrs 1 oxygène dans le cycle)
Disaccharide
2 sucres liés ensemble (tjrs 1 oxygène dans le cycle)
Polysaccharide
Plusieurs sucres liés ensemble (tjrs 1 oxygène dans le cycle)
- Le principal polysaccharide chez l’humain = glycogène
«ose»
Sucre
Exemples de monosaccharides
- Glucose (hexose)
- Galactose (hexose)
- Fructose (hexose)
- Ribose (pentose)
- Désoxyribose (pentose)
Exemples de disaccharides
- Sucrose / saccharose (glucose + fructose)
- Lactose ( glucose + galactose)
- Maltose (2 glucoses)
Glycémie
Concentration de glucose dans le sang
Qu’est-ce que le glycogène?
- Principal polysaccharide chez l’humain
- Entreposé surtout dans les cellules de foie et des muscles squelettiques
- Polymère de glucose (composé de plusieurs molécules de glucose)
Quelles sont les fonctions du glycogène?
- Le glycogène entreposé dans les muscles squelettiques sert de réserve de glucose/énergie (qd on a besoin d’énergie, on va entreposer les sucres sous forme de glycogène)
- Glycogène entreposé dans le foie permet de réguler la glycémie (qd elle augmente, les cellules du foie incorporent du glucose et fabriquent du glycogène vs qd elle diminue les cellules du foie dégradent du glycogène et libèrent du glucose dans sang)
Fonction de l’amidon dans les cellules végétales
Réserve de glucose (comme le glycogène)
Fonction de la cellulose dans les cellules végétales
- Structure (principal constituant des parois)
- Permet aux parois d’être très résistantes
Qu’est-ce que la cellulose?
- Fibre alimentaire (glucides d’origine végétale qui ne sont pas dégradées par la digestion)
- Composition semblable à l’amidon et glycogène, mais liaisons chimiques différentes qui unissent les unités de glucose
- Indigeste pour l’humain (amidon et glycogène sont digestes pour l’humain)
Que sont les lipides?
- Pas ou très peu d’affinité avec eau
- Très solubles dans d’autres lipides (liposolubles)
- Forment un groupe hétérogène
- Ne sont pas des polymères
Principales catégories de lipides composant le corps humain
Triglycérides
Phospholipides
Stéroïdes
Éicosanoïdes
Stéroïdes
Formés de 4 cycles d’hydrocarbures
cholestérol: assure stabilité membranes cellulaires
Fonctions triglycérides
Entreposage à long terme de l’énergie dans les tissus adipeux
Soutien structural
Isolation thermique du corps
TAG
Triacylglycérol (triglycéride)
3 acides gras + 1 glycérol
Molécules non polaires
Lipogénèse
Synthèse d’un TAG par déshydratation
- Lipo = lipide
- Générer = produire
Lipolyse
Dégradation d’un TAG par hydrolyse
- Lipo = lipide
- Lyser = Dégrader
Structure d’un phospholipide
- 1 glycérol (comme les TAG)
- 2 acides gras (les TAG en ont 3)
- 1 groupement phosphate porteur de charges négatives (les TAG n’en ont pas)
- Molécule amphipathique (acides gras = non polaires (queues hydrophobes) et groupement phosphate = polaire / chargé (tête hydrophile))
Les phospholipides sont les principaux constituants…
… des membranes cellulaires
Une membrane cellulaire est composée de 2 couches de phospholipides
ADN
- acide désoxyribonucléique
- molécule composée de 2 brins (donc c’est une molécule double-brin (db))
- les 2 brins sont antiparallèles et forment une double hélice
ARN
- acide ribonucléique
- molécule composée de 1 brin (donc c’est une molécule simple-brin (sb))
- Parfois linéaire (ex: ARNm) et parfois repliée sur elle-mm (ex: ARNt)
Lien entre les acides nucléiques et les protéines
Puisque c’est l’ADN qui dicte la production de l’ARNm eet que c’est l’ARNm qui dicte la production des protéines, on peut conclure que l’ADN dicte la production des protéines
Acides nucléiques
- Polymères (monomère répété = nucléotides)
- Macromolécule constituée d’une succession de nucléotides dont la séquence correspond à code génétique
1 brin vs 2 brins
- Chaque brin est composé de plusieurs nucléotides (dont c’est un polynucléotides)
- Dans un mm brin: les nucléotides interagissent ensemble par des liaisons covalentes (liaisons phosphodiester)
- Entre 2 brins: les bases azotées interagissent via des ponts H
Compostion d’un nucléotide
- 1 base azotée (Adénine, cytosine, Thymine (seulement ADN), Uracile (seulement ARN) et Guanine)
- 1 sucre (monosaccharide à 5 carbone (pentose))
- 1 groupement phosphate
Interactions spécifiques entre les bases azotées
A = T (A = U pour ARN)
C = G
Sens du brin d’ADN
5’ = extrémité phosphate
3’ = extrémité OH
Par convention, les séquences nucléotidiques sont notées du 5’ vers le 3’
ATP
- Adénosine triphosphate
- Adénosine = 1 molécule de sucre (ribose) et d’une base azotée (adénine)
- ATP = 1 molécule d’adénosine et 3 groupements phosphate
Fonctions accomplies par les cellules grâce à l’ATP
- les molécules d’ATP sont utilisées comme source d’énergie
- Travail cellulaire: contractions musculaires, synthèse de molécules, transport de molécules
Cycle de l’ATP
A. La liaison chimique riche en énergie de l’ATP se forme entre l’ADP et le phosphate inorganique. L’énergie nécessaire est fournie par l’oxydation exothermique des molécules de combustible (p. ex., le glucose).
B. La liaison chimique riche en énergie de l’ATP est rompue par hydrolyse pour donner de l’ADP et un phosphate inorganique. L’énergie libérée est utilisée pour les réactions cellulaires endothermiques.
Qu’est-ce qu’un polypeptide?
Polymère composé de plusieurs acides aminés
Liaison peptidique
Liaison covalent qui unit 2 acides aminés
Composition d’un acide aminé
Carbone central qui fait 4 liaisons
- 1 H
- Un groupement R
- 1 acide carboxylique (COOH)
- 1 groupement amine (NH2)
Organisation des acides aminés (aa) dans la chaîne polypeptidique
- Extrémité COOH de l’aa 1 interagit avec l’extrémité NH2 de l’aa 2
- Extrémité COOH de l’aa 2 interagit avec l’extrémité NH2 de l’aa 3
- etc.
Quels sont les niveaux d’organisation structurale des protéines?
Structure primaire
Structure secondaire
Structure tertiaire
Structure quaternaire
Structure primaire (protéines)
Correspond à une séquence d’acides aminés
Structure secondaire (protéines)
Motifs qui contribuent à la forme globale de la protéine (les plus courantes: hélice alpha et feuillet plissé bêta)
Structure tertiaire (protéines)
- Correspond à la forme globale découlant des interactions entre les chaînes latérales d’aa différents
- Se superpose aux motifs de structure secondaire
- Interactions hydrophobes aident à stabiliser structure tertiaire
Structure quaternaire (protéines)
- Structure générale d’une protéine
- Résulte des interactions (ponts H, etc.) entre les sous-unités
Début d’un polypeptide
- Appelé extrémité NH2 (ou N’) pcq le premier aa a son groupement NH2 libre (pas lié à un autre aa)
Fin d’un polypeptide
- Appelé extrémité COOH (ou C’) pcq le dernier aa a son groupement COOH libre (pas lié à un autre aa)
L’ensemble des interactions entre les aa vont procurer à la protéine…
… une structure 3D particulière, ce qui permet à la protéine d’être fonctionnelle
- des protéines différentes ont des séquences d’aa différentes (si la séquence d’aa est modifiée, ça donne une séquence 3D différente et la protéine pourrait être non fonctionnelle)
Dénaturation
Protéine perd sa conformation tridimensionnelle normale
Renaturation
Protéine dénaturée reprend sa conformation initiale
Effet de la varation du pH sur la structure d’une protéine
Peut entraîner la dénaturation de la protéine
Fonction des protéines
- Accélération sélective de la vitesse des réactions chimiques (protéines enzymatiques)
- Protection contre la maladie (protéines de défense)
- Mise en réserve d’aa (protéines d’entreposage)
- Transport de substances (protéines de transport)
- Coordination des activités d’un organisme (protéines hormonales)
- Réaction des cellules à des stimuli chimiques (protéines réceptrices)
- Mouvement (protéines contractiles et motrices)
- Soutien (protéines structurales)
Qu’est-ce qu’une enzyme?
Protéines globulaires jouant le rôle de catalyseur biologique (composée d’une séquence précise d’aa)
Qu’est-ce qu’un catalyseur?
Agent chimique modifiant la vitesse d’une réaction tout en restant inchangé
Rôle des enzymes
Accélèreent la vitesse des réactions chimiques se produisant dans notre corps
Substrat
Molécule qui va être transformée en produit par l’enzyme
Site actif
Région précise de l’enzyme qui interagit avec le substrat (composée uniquement d’aa de l’enzyme interagissant directement avec substrat)
Catégories des réactions biochimiques se produisant dans la cellule
Dégradation (ex: Saccharose —> glucose et fructose)
Synthèse (ex: aa —> dipeptide)
Substitution (ex: Créatine phosphate —> Créatine + ATP)
Vitesse de réaction enzymatique
Vitesse à laquelle les enzymes convertissent les substrats en produits
Effet de la [] de substrat sur l’activité enzymatique
l’augmentation de la [substrat] accroît la vitesse de réaction (jusqu’au point de saturation de l’enzyme)
Effet de la température et du pH sur l’activité enzymatique
- Augmentation de la temp permet une augmentation de la vitesse de réaction (jusqu’à un certain point où l’enzyme peut être dénaturée)
- Une modification du pH affecte la structure 3D de la protéine, donc modifie le site actif de l’enzyme
Inhibition enzymatique
- Inhiber une enzyme = empêcher ou diminuer son effet catalytique
- Inhibition compétitive: empêche la liaison du substrat avec l’enzyme en se fixant au site actif
- Inhibition non compétitive (allostérique): entraîne modification de la forme du site actif, empêchant le substrat de s’y fixer
Voie métabolique (avec les enzymes)
Série d’enzymes qui assurent la conversion d’un substrat en un produit final. Le produit d’une enzyme est le substrat de l’enzyme suivante dans la voie métabolique
Rétro inhibition
Permet de réguler la voie métabolique, ce qui évite le gaspillage de ressources et d’énergie
ex: le produit libéré par l’enzyme 4 (produit final) inhibe l’enzyme 1 (donc bloque toute la chaîne)
Organisme pluricellulaire
Composé de plusieurs cellules (ex: humain)
Tous organismes pluricellulaires = cellules eucaryotes
Organsime unicellulaire
Composé d’une seule cellule (ex: bactérie)
organismes unicellulaires = parfois cellule procaryote, parfois cellule eucaryote
Domaine des bactéries
Organismes unicellulaires
Cellule procaryote
Domaine des archées
Organismes unicellulaires
Cellule procaryote
Vivent dans des milieux extrêmes (ex: lacs salés)
Domaine des eucaryotes
Organismes unicellulaires ou pluricellulaires
Cellule eucaryote
Quels sont les règnes du domaine des eucaryotes
- Animaux
- Végétaux
- Eumycètes (champignons, levures, moisissures)
- Protistes
Cellule eucaryote en comparaison avec cellule procaryote
+ grosses
+ complexes
contiennent un noyau (sauf exception)
sont apparue plus tard au cours de l’évolution
Structures communes à toutes les cellules
Membrane plasmique: barrière avec l’extérieur
Cytoplasme: contient tous les organites
Noyau: au centre, régit toutes les activités de la cellule
Fonctions + caractéristiques de la paroi
- Dans les cellules végétales (pas animales)
Fonctions: protège cellule et maintien sa forme, permet à la plante de rester debout, prévient une absorption excessive d’eau
Caractéristiques: située par dessus la membrane plasmique, bcp + épaisse que la membrane cytoplasmique, composée de cellulose chez la plante
Formes des cellules
Irrégulière (neurones)
Disque biconcave (érythrocytes)
Cuboïde
Prismatique (cellules de la muqueuse intestinale)
Sphérique
Cylindrique
Cellule biconcave
Augmentation de la surface pour échanges gazeux
Flexibilité pour traverser capillaires
Réduction de la distance de diffusion de CO2 et d’O2 par rapport à cellule sphérique
Cellule prismatique
Solidité par grande surface contact
Économie d’espace par agencement compact
Maximiser volume de stockage de molécules à sécréter
Structure et fonctions membrane plasmique
Bicouche (lipides, glucides, protéines)
Barrière semi-perméable (régule entrée et sortie)
Potentiel de repos
Cils
Prolongements
Déplacent en surface (liquides)
Flagelle
Prolongement unique
Avancent les spermatozoïdes
Microvillosités
Replis membranaires
Augmentent la surface d’absorption
Organites
Structures intracellulaires
Activités métaboliques
Cytosol
Liquide intracellulaire
Soutien et dissolution
Cytoplasme
Se trouve entrre enveloppe nucléaire et membrane plasmique
Responsable de nombreux processus cellulaires
Enveloppe nucléaire
Double membrane
Contrôle déplacement des substances entre noyau et cytoplasme
Pores nucléaires
Orifices
Permettent passage de substances
Nucléole
Grosse structure dans le noyau
Rôle dans la synthèse des ribosomes
Noyau
Contient ADN servant de matériel génétique
Réticulum endoplasmique rugueux
Synthèse et modification des protéines membranaires ou à être sécrétées
Réticulum endoplasmique lisse
Lieu de la synthèse des lipides
Métabolisation des glucides
Appareil de golgi
Modifications post-traductionnelles
Triage
Vésicules
Transport intracellulaire
Lysosomes
Dégradation de molécules
Peroxysomes
Dégradation de molécules
Synthèse de lipides
Mitochondries
Synthèse ATP (usine d’énergie de la cellule)
Ribosomes
Composé de protéines et d’ARN ribosomique (ARNr)
Participent à la synthèse protéique
Cytosquelette
Maintien structure intracellulaire
Facilite le déplacement des vésicules et des organites
Centrosome
Assure organisation des microtubules (sert de support)
Participe à formation du fuseau mitotique
Protéasomes
Situés dans cytosol
Assurent la dégradation des protéines
Inclusions
Agrégats moléculaires (ex: glycogène)
Servent à l’entreposage temporaire de ces molécules
Interphase
G1: cellules croissent rapidement et poursuivent leurs activités de routine
S: cellules répliquent l’ADN (46 chromosomes)
G2: cellules synthétisent les matériaux pour division cellulaire (croissance continue)
Phase M
Production de 2 cellules filles
Mitose: séparation des chromosomes homologues
Cytocinèse: séparation du cytoplasme
Cycle cellulaire
Interphase
Phase M
points de contrôle
Points de contrôle (cycle cellulaire)
Il existe plusieurs pts de contrôle tt au long de l’interphase où la mitose peut être interrompue
Codon
Séquence précise de 3 nucléotides qui code pour un aa spécifique
Toutes les cellules de l’organisme ont le mm ADN. Toutefois, les cellules des différents tissus ont des formes et des fonctions différentes. Pourquoi?
Ça vient de l’expression différentielle des gènes dans les cellules (les mêmes gènes ne seront pas exprimés de la mm façon et en mm qté)
Mitose
Cellules se divisent (plusieurs divisions successives), ce qui fait qu’en l’espace d’environ 9 mois, un ovule fécondé permet de produire des milliards de cellules (bébé)
Se produit dans tous les organes du corps (majorité des cellules (cellules somatiques) se divisent par mitose)
Produit 2 cellules génétiquement identiques entre elles (et identiques à la cellule initiale)
Cellule somatique
Toutes les cellules sauf sexuelles
Chacune contient 46 chromosomes (23 père et 23 mère)
Cellule sexuelle
Contient la moitié des chromosomes (23) , ce qui permet la reproduction sexuée
Fécondation
Qd un ovule (23 chromosomes) et un spermatozoïde (23 chromosome) fusionnent, cela donne un zygote (ovule fécondé = 46 chromosomes)
Méiose
Les gamètes (ovules et spermatozoïdes) sont produits grâce à la méiose
Se produit uniquement dans les ovaires et dans les testicules (seules certaines cellules se divisent par méiose pour donner les ovules et les spermatozoïdes)
Brin matrice de l’ADN
Sert de modèle pour la transcription
Brin non transcrit (codant)
Contient l’information génétique
Étapes de la synthèse d’une protéine
- Transcription
- Maturant de l’ARN
- Traduction
Transcription
Synthèse d’une molécule d’ARN à partir d’un gène
Étape faite dans le noyau par l’ARN polymérase
Différents types d’ARN peuvent être produits lors de la transcription, dont l’ARN pré-messager, l’ARN ribosomique et l’ARN de transfert
Maturation de l’ARN
Modification chimique du pré-ARNm, ce qui donne l’ARN messager
Étape faite dans le noyau
Traduction
Synthèse d’un polypeptide (assemblage d’aa) en fct des informations fournie par l’ARN (séquence des nucléotides dicte le nb et la séquence des aa)
Étape faite dans le cytoplasme
Le ribosome est responsable de l’assemblage des aa (d’autres molécules sont aussi nécessaire comme l’ARNt)
