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Biochimie structurale > Module 1 - Introduction à la biochimie > Flashcards

Module 1 - Introduction à la biochimie Flashcards

1
Q

Qu’est-ce que la biochimie?

A

Science qui étudie les molécules et les réactions chimiques qui composent le vivant. Pont entre le chimie et la biologie.

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Q

Comment appele-t-on les molécules qui composent le vivant?

A

Biomolécules ou molécules biologiques : molécules organiques (contiennent des atomes de carbone et d’hydrogène en plus de groupements fonctionnels)

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3
Q

Qu’est-ce que le vitalisme?

A

Doctrine croyant en la nécessité d’une force vitale pour produire des biomolécules.

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4
Q

Qui a prouvé que la théorie du vitalisme était fausse?

A

Wöhler : a synthétisé un molécule biologique (urée) à partir d’un composé inorganique (cyanate d’ammonium).

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5
Q

Qu’est-ce qu’on découvert Buchner et Fischer? Et comment?

A

Ont découverts que les enzymes sont des catalyseurs : accélèrent les vitesses de réaction des enzymes jusqu’à 10^20 fois.
Buchner : Fermentation du glucose.
Fischer : Hydrolyse du glucose.

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6
Q

Qu’est-ce qu’a découvert Fischer?

A
  • Les enzymes sont des catalyseurs (hydrolyse du glucose)

- Mécanisme clé-serrure (spécificité enzymatique)

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7
Q

Quelle est la base de la spécificité biologique et de la reconnaissance moléculaire?

A

Mécanisme clé-serrure : complémentarité des surfaces entre une enzyme et son substrat.

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8
Q

Quel est le dogme central de la biologique moléculaire?

A

ADN est transcrit en ARN qui est traduit en PROTÉINE.

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9
Q

Quel groupe de scientifique ont découvert que l’ADN correspondait au matériel génétique grâce à la conjugaison bactérienne?

A

Avery, MacLeod et McCarty.

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10
Q

Qui a déterminé la structure des protéines?

A

Kendrew et Perutz.

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11
Q

Qui a déterminé la structure de l’ADN?

A

Watson et Crick.

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12
Q

Quels sont les éléments qui représentent 97% des éléments retrouvés dans le vivant?

A

C, H, O, N, P, S : atomes qui ont la capacité de former des liens covalents stables (la force des liens covalents est inversement proportionnelle à la taille des atomes impliqués).

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13
Q

Pourquoi le carbone est à la base de la vie?

A

Propriété unique de former un nombre presqu’infini de composés : capacité d’établir jusqu’à 4 liaisons covalentes (simple, double ou triple). Cette grande versatilité permet la formation de molécules linéaires, ramifiées ou cycliques.

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14
Q

Quels sont les niveaux hiérarchiques du vivant?

A
  1. Atome
  2. Molécule inorganique
  3. Biomolécules
  4. Macromolécules
  5. Complexe supramoléculaire
  6. Organite
  7. Cellule
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15
Q

Quelles sont les molécules du deuxième niveau d’organisation du vivant?

A
  • Eau (H2O)
  • Dioxyde de carbone (CO2)
  • Ion ammonium (NH4+)
  • Ion nitrate (NO3-)
  • Azote (N2)
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16
Q

Quelles sont les différentes classes de biomolécules?

A
  • Protéines (acides aminés)
  • Lipides (acides gras)
  • Glucides (monosaccharides)
  • Acides nucléiques (nucléotides)
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17
Q

Qu’est-ce qu’un groupement fonctionnel?

A

Regroupement d’atomes qui forme la partie réactive d’une molécule, détermine les propriétés physico-chimiques de la molécule.

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18
Q

Quelle est la différence entre les deux types de carbonyles : aldéhyde et cétone?

A

Aldéhyde : double liaison à l’oxygène en fin de chaine (glucides : aldoses)
Cétone : double liaison à l’oxygène en milieu de chaine (glucides : cétoses)

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19
Q

Quels groupement retrouve-t-on dans la structure de base d’un acide aminé?

A

Groupement carboxyle (COOH) et groupement amine (primaire ou secondaire : NH3 ou NH2).

Au pH physiologique, ces groupements sont chargés, on peut alors dire ion carboxylate et ion ammonium.

20
Q

De quoi est composé un acide gras?

A

Longue chaine hydrocarbonée et un groupement carboxyle à une des extrémités.

21
Q

Quelles sont les trois composantes d’un nucléotides?

A
  • base azotée (pyrimidine ou purine)
  • monosaccharides
  • un à trois groupements phosphate
22
Q

Quel type de réaction chimique mène à la formation d’une macromolécule?

A

Polymérisation (réaction de condensation : libère une molécule d’eau) : les groupements fonctionnels réagissent ensemble.

23
Q

Qu’est-ce qu’un complexe supramoléculaire?

A

Association de macromolécules qui ont un rôle dans la cellule.

Ex : les ribosomes, les membranes

24
Q

Qu’est-ce qu’un organite?

A

Compartiments intracellulaires séparés du reste de la cellule par une membrane, dédiés à des tâches spécialisées.
Seulement chez les eucaryotes (absents chez les procaryotes).

25
Q

Qu’est-ce que l’encombrement moléculaire et pourquoi est-il important pour plusieurs processus biologiques?

A

Concentration très élevée de centaines de biomolécules dans le cytosol : pas aléatoire mais très organisé : permet la rencontre des réactifs et des enzymes.

26
Q

Quelle est la théorie de l’endosymbiose?

A

Les mitochondries et les chloroplastes contiennent leur propre génome qui se réplique de façon autonome : descendants directs de symbiotes d’origine bactérienne.

27
Q

Différence principale entre les réactions biochimiques et les réactions en chimie organique?

A

Réactions biochimiques : catalysées par des enzymes pour augmenter leur rapidité, efficacité et leur spécificité de réaction (mécanisme clé-serrure).

28
Q

Le terme métabolisme décrit…

A

… l’ensemble des réactions chimiques qui permettent la dégradation ou la synthèse des biomolécules.

Synthèse : anabolisme
Dégradation : catabolisme

29
Q

De quoi qualifie-t-on l’ATP?

A

Carburant cellulaire

30
Q

Quelle est l’équation de la vitesse d’une réaction chimique?

A

La vitesse d’une réaction (v) est directement proportionnelle à la concentration des réactifs
Vitesse de formation des produits : V1 = k1 [A][B]
Vitesse de formation des réactions : V-1 = k-1 [C][D]

Chaque réaction a une constante de vitesse (k) spécifique.

31
Q

Qu’est-ce qui détermine si une réaction est spontanée ou non?

A

La différence entre la vitesse de formation des produits (v1) et la vitesse de formation des réactifs (v-1) détermine la direction de la réaction.
Quand v1 > v-1 : réaction spontanée
Quand v1 < v-1 : réaction non spontanée

32
Q

Vrai ou Faux : Quand une réaction est spontanée dans une sens, elle est non spontanée dans l’autre.

A

Vrai.

33
Q

Toutes les réactions biochimique sont-elles réversibles?

A

Presque toutes : mais pas nécessairement spontanée dans les deux directions, toujours une réaction thermodynamiquement favorable.

34
Q

Qu’est-ce que la constance d’équilibre?

A

Quand v1 = v-1 : équilibre! La concentration des réactifs et des produits ne change plus.

Keq = k1/k-1 = [Produits]/[Réactifs]

35
Q

Qu’est-ce que la thermodynamique?

A

Étude des transformations d’énergie qui accompagnent les changements physiques et chimiques de la matière.

Bioénergétique : spécifiquement chez le vivant.

36
Q

Quelles sont les deux lois de la thermodynamique?

A
  1. Principes de conservation de l’énergie (rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme)
  2. Accroissement global de l’entropie
37
Q

Quelles sont les trois variables de la bioénergétique?

A
  • l’enthalpie (H)
  • l’entropie (S)
  • l’énergie libre de Gibbs (G)
38
Q

À quoi correspond le changement d’enthalpie (ΔH)?

A

Changement d’énergie interne sous forme de chaleur : en J/mole.
ΔH < 0 : réaction exothermique = libération de chaleur = ΔH favorable
ΔH > 0 : réaction endothermique = absorption de chaleur = ΔH défavorable
ΔH = 0 : réaction isothermique = aucune libération ou absorption de chaleur

39
Q

À quoi correspond le changement d’entropie (ΔS)?

A

Le mesure du désordre : en J/mole.K

Plus il y a de désordre : mieux c’est (ΔS + favorisé)

40
Q

Si les deux facteurs ΔH et ΔS sont favorables : réaction spontanée.
Si les deux facteurs sont défavorables : réaction non spontanée.
Mais si un des deux facteurs est favorable et l’autre est défavorable, comment détermine-t-on si la réaction est spontanée ou non?

A

Calcul du changement d’énergie libre de Gibbs : ΔG

ΔG + : réaction non spontanée (endergonique)
ΔG - : réaction spontanée (exergonique)
ΔG = 0 : réaction à l’équilibre

41
Q

Comment calcule-t-on le changement d’énergie libre de Gibbs?

A

ΔG = ΔH - T ΔS (en J/mole)

42
Q

Quelle est la différence entre le ΔG et le ΔG°’ ?

A

ΔG : changement d’énergie libre de Gibbs
ΔG°’ : changement d’énergie libre standard : valeur de référence des variations d’énergie libre de différentes réactions dans les même conditions.

Dans les conditions biochimiques standards :

  • Température de 25°C (298K)
  • Concentration de départ des réactifs : 1 M
  • pH 7
43
Q

Pourquoi une réaction chimique à l’équilibre est rare chez le vivant?

A

Une cellule à l’équilibre = une cellule morte

44
Q

Vérification de la spontanéité d’une réaction lorsque ΔG°’ est connu …

A

ΔG = ΔG°’ + 2,303 RT log Q

où R =
Q = [Produits]initiale/[Réactifs]initiale

45
Q

Qu’est-ce qui laisse croire que toutes les formes de vies ont une origine commune?

A
  • mêmes biomolécules
  • mêmes sentiers métaboliques
  • même code génétique
46
Q

Quels sont les principaux types de cellules eucaryotes?

A

Cellules animales et végétales.

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