Chapitre 1: Généralité Flashcards
Qu’est-ce qu’un métabolisme?
L’ensemble des réactions biochimiques (anaboliques et cataboliques) qui permettent la gestion des ressources énergétiques et matérielles (évitent les carences et excès).
Pourquoi étudier la gestion de l’énergie?
Puisque l’énergie joue un rôle fondamental dans les processus métaboliques, il est important de bien étudier la gestion de l’énergie dans les cellules (BIOÉNERGÉTIQUE). *Note : Catabolique: dégradation qui suporte les voies de synthèse et donc sont inter-relié. Anabolique: synthese
Qu’est-ce qu’un besoin comblé vs un besoin important?
Besoin comblée : Après un repas, on a comblé notre besoin de mangée Besoin important : avant de manger, on a un besoin important de nourriture
Quelles sont les 2 grandes formes d’énergies biochimique?
Potentielle: énergie de réserve (énergie chimique entreposée dans les liens chimiques) Cinétique: énergie du mouvement - d’énergie thermique (mvt des molécules) - d’énergie radiante (photons) - d’énergie électrique (particules chargées)
- Qu’est-ce que la thermodynamique, ainsi que ses principes?
• Étudie les transformations de l’énergie (cal ou kJ) d’une forme à une autre. Principes : -> L’énergie peut être transférée et transformée, jamais créée ni détruite (ex: énergie radiante en énergie chimique). *Note : donc énergie lumineuse chez les végétaux -> À chaque transfert ou transformation (haute énergie vers basse énergie), une certaine quantité de l’énergie devient inutilisable (ex: chaleur). Ceci augmente le désordre de l’Univers (entropie – S) (ex: énergie chimique en énergie cinétique). *Note : dégagement de chaleur= perte puisqu’elle est non utilisable, mais l’énergie n’est pas détruite N.B. Pour qu’un processus se produise de façon « spontanée » (sans consommation d’énergie), il doit augmenter l’entropie.
Qu’est-ce qu’une réaction spontanée vs instantanée?
-passe d’un niveau avec beaucoup d’énergie a moins d’énergie=augmentation du désordre -réaction spontanée= on décrit le MOUVEMENT AKA thermodynamique, et NON le MOMENT -réaction instantané : = moment, vitesse, cinétique ->Exemple : la rouille est spontanée mais non instantané, une bombe est spontanée ET instantanée
4.Qu’est-ce que l’énergie libre(G)
->Correspond à la portion de l’énergie qui peut produire du travail ou encore, l’énergie disponible pour faire fonctionner une réaction. G = H -TS Où H = enthalpie (énergie totale des liaisons) T = température en Kelvin (K = °C + 273) S = entropie (désordre – non utilisable) • Il est ainsi possible de prévoir le sens d’une réaction d’après la variation d’énergie libre (∆G). *Note : dans une cellule, il peut avoir plusieurs sources d’énergie, l’énergie libre est donc l’énergie totale que dispose la cellule pour faire ses actions. On essaye de mettre l’énergie libre en ATP puisque c’est une forme universelle qui fonctionnent partout dans la cellule.
Qu’est-ce que la variation de l’énergie libre (∆G)
A+B↔C+D ∆G = ∆H - T∆S Où ∆H = ((HC +HD) –(HA +HB)) Qu’arrive-t-il si ∆G est négatif? La réaction se produit librement. Les produits (plus stables) contiennent moins d’énergie de liaison que les réactifs (∆H ‹ 0 et ∆S › 0) et de la chaleur est libérée (exothermique / exergonique). Et si la réaction est à l’équilibre, ∆G est positif ou négatif? Il est nul (0) Et si le ∆G est très négatif, la réaction est-elle plus rapide? On ne peut pas savoir, On ne doit pas mélanger vitesse et spontanéité Et en pratique, comment évaluer le ∆G et le ∆S? ∆S est presque impossible à mesurer.
Qu’est-ce que la variation d’énergie libre standard (∆G0’)?
*Note : 0 + ‘ veux dire conditions expérimentales deja établi • Variation d’énergie dans des conditions dites standard (25°C, concentration des réactifs et produits 1M et pH de 7). • Puisque les conditions standard sont rarement les conditions observées, la valeur du ∆G0’ ne peut indiquer si la réaction se déroule librement. Grâce à un facteur de correction, nous pouvons calculer le ∆G dans des conditions réelles. ∆G = ∆G0’ + 2,303 RT log [produits] où R = constante des gaz [réactifs] T = température en Kelvin S’il y a davantage de réactifs que de produits, le rapport sera inférieur à 1. Le log d’un rapport ‹ 1 est négatif. Puisque RT est toujours positif, le 0 facteur de correction est négatif. Le ∆G sera donc plus négatif que le ∆G ’ ce qui revient à dire que la réaction s’effectue plus librement que dans des conditions standard. Est-il possible qu’un ∆G0’ soit positif et qu’un ∆G soit négatif?
Qu’est-ce que la constante d’équilibre (Keq)?
Keq= [produits]/ [réactifs]
Quelle est la relation entre Keq , ∆G et ∆G0’?
• L’équilibre chimique est atteint lorsque les concentrations de réactifs et de produits ne changent plus. ∆G est donc nul. Le ∆G0’ peut donc être calculé à partir de la constante d’équilibre. ∆G (0) = ∆G0’ + 2,303 RT log Keq ∆G0’ = - 2,303RT log Keq *Si la constante d’équilibre est supérieure à 1, le log sera positif et le ∆G0’ négatif. En d’autres termes, la formation des produits à partir des réactifs est favorisée (conditions standard).
Qu’arrive-t-il si ∆G0’ est négatif?
Alors lorsque le ∆G0’ est négatif, la réaction est spontanée dans des conditions réelles *Exemple G3P ↔ DHAP ∆G0’ : -1840 cal/mol -Ce qui veut dire qu’à des concentrations initiales égales, la réaction se déroulera dans le sens de la fabrication de DHAP. Cependant, si les concentrations cellulaires sont de: G3P ↔ DHAP 0,001M 0,1M Alors: [produits] = 0,1 = 100 et un ∆G de +887 cal/mol [réactifs] 0,001 Dans ces conditions, la réaction se déroulera dans le sens de la fabrication du G3P.
Que veut donc dire un métabolisme à l’équilibre?
Une constante d’équilibre de 1 se traduit par une variation d’énergie libre nulle et ne produirait aucun travail. Dans une telle situation, l’atteinte de l’équilibre métabolique serait fatal pour la cellule.
Pourquoi est-il important que les réactions de synthèse soient couplées à d’autre réaction? Donnez un exemple.
• De nombreuses réactions cellulaires sont énergétiquement défavorables (∆G › 0) en raison de l’augmentation de l’ordre (S diminue). Par exemple, la fabrication d’une protéine à partir d’acides aminés. • Les réactions de synthèse sont donc généralement couplées à d’autres réactions dont le ∆G est très négatif. Il y a donc un effet additif de l’énergie disponible dans deux réactions couplées. • La plupart du temps, un bon choix de couplage est la dégradation du lien phospho-anhydride de l’ATP. Exemple: A ↔ B. ∆G0’: +13,8kJ/mol ATP + H2O ↔ ADP + Pi. ∆G0’: -30,5kJ/mol À partir des ∆G0’ ci-dessus, nous pourrions calculer les Keq et constater que l’ATP a augmenté de 2 x 108 fois le rapport B/A. La réaction initiale qui semblait défavorable est maintenant spontanée.
Qu’est-ce que l’ATP?
• Monnaie énergétique des cellules. Chez les phototrophes, l’énergie lumineuse est transformée en énergie chimique. L’ATP ->Chez les hétérotrophes, le catabolisme libère de l’énergie qui est captée et transformée en ATP. À quoi sert l’ATP? L’ATP sert de navette transportant l’énergie de la photosynthèse ou du catabolisme vers les processus cellulaires dépendants de l’énergie.
