BB#1 - La biologie structurale.

La Biologie Structurale

Bonjour à tous. Aujourd'hui, nous allons parler de l'une des molécules les plus importantes du monde vivant. Et je dis ça uniquement parce que c'est mon métier, je suis "Structuraliste". J'étudie les protéines sous toutes leurs formes. Néanmoins, toutes les molécules du monde vivant ont une importance, et une fonction bien spécifique. Pour bien comprendre le rôle d'une protéine dans les organismes vivants, il nous faut faire un bref rappel de l'ensemble des molécules qui les composent... Ensuite, nous pourrons discuter de ces merveilleuses nanomachines biologiques!

Les 4 grands types de molécules :

Les glucides:

La molécule organique par excellence. Elles sont très importantes et jouent un rôle déterminant dans bon nombre de domaines. Le glucose par exemple est utilisé comme source d'énergie et de carbone par votre organisme. Mais les sucres sont très divers. Ils sont également présent dans plein de type de macro-molécules (macro = grandes). Elles sont également très importante dans la reconnaissance immunitaire. N'en abusez pas hein, c'est pas trop bon pour la santé quand même.

Les acides gras:

Celles-ci sont plutôt inerte d'un point de vue immunitaire, mais sont en revanche très utiles pour vos cellules et peuvent être aussi utilisé par votre organisme comme source d'énergie. En effet, les acides gras sont composés d'une longue chaine carbonée hydrophobe (qui n'aime pas l'eau) et une extrémité hydrophile (qui aime l'eau). Vous voyez l'huile, qui se sépare de l'eau? C'est exactement ce qui se e avec l'acide gras. Et c'est cette fonction qui est utilisée par vos cellules pour limiter et contrôler les échanges avec l'extérieur en formant une membrane tout à fait robuste. C'est une sorte de bulle très solide et renforcée par tout un tas de molécules. Vos cellules sont donc des bulles de gras. Plus ou moins...

Les acides nucléiques

Les choses deviennent intéressantes. L'ADN, ou acide désoxyribonucléique et un acide nucléique. Tout comme l'ARN, l'acide ribonucléique. L'ADN est le véhicule de toute information génétique dans votre organisme. Vous êtes constitués de milliers de millions de cellules qui ont le même ADN (à quelques mutations près) et qui travaillent d'arrache-pied, ensemble, pour faire de vous la personne que vous êtes!

Cet ADN, il va au final permettre de produire...

Les protéines

Mon age préféré! Les protéines... Comme je l'ai dit, l'ADN permet, grâce à un language et une machinerie complexe (qui n'est pas détaillée ici, peut être plus tard), de former des protéines. "Bon, t'accouche? C'est quoi une protéine!"

Une protéine est une macromolécule. Elle est composée, comme pour les sucres, de petites sous unités (l'amidon est une chaine de glucose par exemple), les protéines, elles, sont constituées d'acides aminés. Ces acides aminés se lient ensemble et forment une "chaine".

Je ne vais pas m'attarder ici, et je vais directement enchaîner sur la partie suivante.

L'étude des protéines:

Après avoir vaguement expliqué à quoi correspond une protéine, je vais pouvoir aller plus dans le détail.

Tout d'abord, j'aimerai revenir sur un point: j'ai précisé que les protéines ressemblent à des chaines. En vulgarisation scientifique, c'est facile de dire cela, mais c'est un peu faux quand même. Néanmoins, continuons à imaginer une protéine comme une corde. Le nombre d'acide aminés détermine la longueur de cette corde. En solution, la corde ne peut rester sous forme relâchée. La nature déteste le désordre, et elle va forcer cette corde à se replier sur elle même, à se compacter et à adopter sa seule et unique conformation, la plus stable. Voici à quoi ressemble une protéine repliée :

C'est un joyeux bordel, je vous l'accorde. Mais il faut que je vous parle du plus important. La fonction d'une protéine est généralement liée à sa forme, à sa structure. C'est pour cela qu'étudier ce sac de nœud est essentiel lorsque l'on veut comprendre la fonction d'une protéine. De nombreuses interactions chimiques sont à l'oeuvre au sein de la protéine, lui permettant de rester stable et compacte. Ces interactions sont symbolisées par ces flèches et tire-bouchons.

Si je vous dis que la roue n'a pas été inventée par l'Homme...

Trêve de bavardages. Vous voulez du concret. Vous voulez du lourd.

Je vous présente donc, l'une des enzymes les plus importante du domaine vivant, de toutes les créatures qui respirent de l'oxygène.

"L'ATP Synthase"

La nature est bien faite. Cette enzyme fonctionne un peu comme un barrage hydroélectrique. L'eau est remplacée par des ions en solution, et la turbine par l'une des "parties de la protéine". Chaque petite sphère correspond à un atome. C'est une très très grande molécule comme vous pouvez le constater.

La chaine respiratoire

Cette ATP synthase possède l'un des rôles les plus important de votre organisme. Il est situé au sein des mitochondries dans vos cellules, et a pour tâche de créer une molécule appelée ATP (adénosine tri-phosphate), qui est la source d'énergie principale. C'est un peu la molécule qui fait tourner vos cellules, son carburant. Rien que cela.

"Et la respiration, elle vient faire quoi là dedans?"

Et bien, l'ATP synthase ne peut fonctionner sans la respiration. Ces deux processus sont liés. Au sein des mitochondries se trouvent également des sortes de pompes. Ces pompes fonctionnent grâce à des petites molécules qui ont été crées lors de la dégradation du glucose qui est apporté par l'alimentation ainsi que l'oxygène que vous respirez. Ces pompes expulsent des ions H+ vers un compartiment. Cette très forte concentration d'ions H+ va vouloir revenir dans son ancien compartiment, il va donc er par un canal qui est situé dans l'ATP synthase, notre enzyme miracle. Ce flux va faire tourner la roue, permettant l'enzyme de fonctionner. Un vrai petite barrage. Un petit moulin à eau. Un petit moteur moléculaire !

Voici un petit schéma simplifié de la chaine respiratoire.

Le petit mot de la fin :

L'ATP est une petite molécule très riche en énergie. Lorsque vos cellules ont besoin d'énergie, elles dégradent cette molécule qui va fournir de la chaleur. En chimie, la chaleur permet de réaliser des réactions chimiques, essentielles au fonctionnement de la cellule.

Non seulement, cette enzyme nous a volé la vedette en arborant une très belle configuration de roue, mais en plus, elle est l'une des enzymes les plus importantes dans vos cellules.

Pensez-y, si vous ne respirez plus, vous ne faites pas fonctionner vos milliards de petits moteurs moléculaires, et vos cellules meurent à cause du manque de carburant. Donc évitez l'apnée, hein, faites ça avec modération.

Amusez-vous bien, et profitez de la vie!

N'hésitez pas à poser vos questions en commentaire, ou à me signaler une quelconque erreur ou imprécision que je tâcherai de rectifier.