Les fonctions des biomolécules
Les principales biomolécules appartiennent aux familles des glucides, protides, lipides, acides nucléiques, vitamines, sels minéraux et eau. Elles ont un rôle structural, fonctionnel ou énergétique au sein de l’organisme.
Ainsi, chacune des structures cellulaires constitue une architecture moléculaire issue de l’assemblage de diverses biomolécules (voir chapitre 6). On peut citer par exemple les acides nucléiques, présents dans le noyau, ou les glucides, lipides et protéines présents dans la membrane plasmique.
Exemple d’assemblage de biomolécules : la membrane plasmique
Remarque
Les biomolécules présentes dans les cellules sont apportées par l’alimentation et proviennent de la digestion des aliments en nutriments, qui seront ensuite utilisés les cellules (voir partie « Appareil digestif et nutrition »).
Les biomolécules organiques
A) Les glucides
a) Les monomères
Ce sont des molécules simples appelées oses, comme le glucose, le galactose, le fructose, le ribose, etc.
b) Les dimères
Ce sont des glucides formés de la combinaison de 2 oses. Les principaux sont le lactose (composé d’un glucose et d’un galactose), le saccharose (composé d’un glucose et d’un fructose) et le maltose (composé de 2 molécules de glucose).
c) Les polymères
Ce sont des macromolécules constituées par l’assemblage d’un grand nombre de monomères.
Certains polymères glucidiques ne comportent qu’un seul type de monomère, le glucose, présent en plusieurs milliers d’exemplaires. C’est le cas du glycogène, substance de réserve présente dans le foie et le muscle, de l’amidon et de la cellulose (tous deux d’origine végétale).
B) Les protides
a) Les monomères
Ce sont les acides aminés entrant dans la composition des polypeptides et protéines.
Remarque
Certains acides aminés, dits essentiels ou indispensables, ne sont pas synthétisés par la cellule : ils doivent obligatoirement être apportés par l’alimentation.
b) Les polymères
Ils sont constitués par l’enchaînement linéaire d’acides aminés. On parle de polypeptides jusqu’à 50 à 100 acides aminés, et de protéines au-delà.
C) Les lipides
Ils représentent un groupe de substances hétérogènes dont le point commun est leur caractère hydrophobe qui les rend insolubles dans l’eau.
a) Les acides gras
Ce sont des acides organiques comportant une longue chaîne carbonée. Ils sont soit saturés, soit insaturés, selon qu’ils possèdent ou non une ou plusieurs doubles liaisons.
Remarque
Certains acides gras insaturés sont qualifiés d’acides gras essentiels ou indispensables car l’organisme est incapable de les synthétiser et ils doivent donc être apportés par l’alimentation.
b) Les triglycérides (TG)
Ce sont des molécules constituées par l’association de 3 acides gras fixés sur un alcool, le glycérol. Ils constituent les lipides de réserve des cellules.
c) Les phospholipides
Ils sont formés par l’association d’un groupement phosphate et de 2 acides gras. On les retrouve dans les membranes cellulaires.
d) Le cholestérol
Il entre dans la composition des membranes cellulaires. C’est aussi un précurseur de la vitamine D ainsi que de certaines hormones.
D) Les acides nucléiques
Ils sont composés d’un enchaînement de monomères appelés nucléotides. Ce sont l’ADN et l’ARN.
Remarque
Les acides nucléiques seront étudiés en classe de Terminale ST2S.
E) Les vitamines
Ce sont des molécules organiques sans valeur énergétique, mais indispensables en petite quantité à l’organisme car elles activent les réactions cellulaires. On les classe en fonction de leur solubilité :
vitamines liposolubles : A, D, E et K ;
vitamines hydrosolubles : vitamines du groupe B et vitamine C.
Les biomolécules minérales
A) Les minéraux
Ils entrent dans la composition de la matière vivante et permettent le bon fonctionnement de l’organisme. Ils sont classés en 2 catégories :
les macro-éléments, minéraux les plus abondants (Ca, P, Mg, K, Na, Cl).
les oligo-éléments, présents en très faible quantité (fer, iode, cuivre zinc).
B) L’eau
Principal composant de la matière vivante, l’eau représente environ 60-70 % de la masse corporelle et est répartie dans 2 compartiments :
compartiment intracellulaire (2/3) : il représente l’eau contenue dans le cytosol des cellules ;
compartiment extracellulaire (1/3) : il correspond à la lymphe interstitielle dans laquelle baignent les cellules et aux liquides circulants délimités par des vaisseaux (lymphe canalisée, plasma).
L’eau possède des propriétés biologiques diverses : elle intervient comme réactif dans les réactions d’hydrolyse des molécules, joue le rôle de solvant, assure le transport des substances dans l’organisme et permet le maintien de la température corporelle, etc.