Module 1 - Introduction à la biochimie

Question 1

Qu’est-ce que la biochimie?

Answer 1

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

Question 2

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

Answer 2

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

Question 3

Qu’est-ce que le vitalisme?

Answer 3

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

Question 4

Qui a prouvé que la théorie du vitalisme était fausse?

Answer 4

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

Question 5

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

Answer 5

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.

Question 6

Qu’est-ce qu’a découvert Fischer?

Answer 6

• Les enzymes sont des catalyseurs (hydrolyse du glucose)

- Mécanisme clé-serrure (spécificité enzymatique)

Question 7

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

Answer 7

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

Question 8

Quel est le dogme central de la biologique moléculaire?

Answer 8

ADN est transcrit en ARN qui est traduit en PROTÉINE.

Question 9

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

Answer 9

Avery, MacLeod et McCarty.

Question 10

Qui a déterminé la structure des protéines?

Answer 10

Kendrew et Perutz.

Question 11

Qui a déterminé la structure de l’ADN?

Answer 11

Watson et Crick.

Question 12

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

Answer 12

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).

Question 13

Pourquoi le carbone est à la base de la vie?

Answer 13

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.

Question 14

Quels sont les niveaux hiérarchiques du vivant?

Answer 14

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

Question 15

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

Answer 15

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

Question 16

Quelles sont les différentes classes de biomolécules?

Answer 16

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

Question 17

Qu’est-ce qu’un groupement fonctionnel?

Answer 17

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

Question 18

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

Answer 18

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

Question 19

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

Answer 19

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.

Question 20

De quoi est composé un acide gras?

Answer 20

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

Question 21

Quelles sont les trois composantes d’un nucléotides?

Answer 21

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

Question 22

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

Answer 22

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

Question 23

Qu’est-ce qu’un complexe supramoléculaire?

Answer 23

Association de macromolécules qui ont un rôle dans la cellule.

Ex : les ribosomes, les membranes

Question 24

Qu’est-ce qu’un organite?

Answer 24

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

Question 25

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

Answer 25

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

Question 26

Quelle est la théorie de l'endosymbiose?

Answer 26

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

Question 27

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

Answer 27

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

Question 28

Le terme métabolisme décrit...

Answer 28

... l'ensemble des réactions chimiques qui permettent la dégradation ou la synthèse des biomolécules. Synthèse : anabolisme Dégradation : catabolisme

Question 29

De quoi qualifie-t-on l'ATP?

Answer 29

Carburant cellulaire

Question 30

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

Answer 30

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.

Question 31

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

Answer 31

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

Question 32

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

Answer 32

Vrai.

Question 33

Toutes les réactions biochimique sont-elles réversibles?

Answer 33

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

Question 34

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

Answer 34

Quand v1 = v-1 : équilibre! La concentration des réactifs et des produits ne change plus. Keq = k1/k-1 = [Produits]/[Réactifs]

Question 35

Qu'est-ce que la thermodynamique?

Answer 35

Étude des transformations d'énergie qui accompagnent les changements physiques et chimiques de la matière. Bioénergétique : spécifiquement chez le vivant.

Question 36

Quelles sont les deux lois de la thermodynamique?

Answer 36

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

Question 37

Quelles sont les trois variables de la bioénergétique?

Answer 37

- l'enthalpie (H) - l'entropie (S) - l'énergie libre de Gibbs (G)

Question 38

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

Answer 38

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

Question 39

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

Answer 39

Le mesure du désordre : en J/mole.K | Plus il y a de désordre : mieux c'est (ΔS + favorisé)

Question 40

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?

Answer 40

Calcul du changement d'énergie libre de Gibbs : ΔG ΔG + : réaction non spontanée (endergonique) ΔG - : réaction spontanée (exergonique) ΔG = 0 : réaction à l'équilibre

Question 41

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

Answer 41

ΔG = ΔH - T ΔS (en J/mole)

Question 42

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

Answer 42

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

Question 43

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

Answer 43

Une cellule à l'équilibre = une cellule morte

Question 44

Vérification de la spontanéité d'une réaction lorsque ΔG°' est connu ...

Answer 44

ΔG = ΔG°' + 2,303 RT log Q où R = Q = [Produits]initiale/[Réactifs]initiale

Question 45

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

Answer 45

- mêmes biomolécules - mêmes sentiers métaboliques - même code génétique

Question 46

Quels sont les principaux types de cellules eucaryotes?

Answer 46

Cellules animales et végétales.