Structures biologiques

Aspects généraux des structures biologiques

Même si elles sont si diverses, nous pouvons distinguer certains aspects généraux des structures biologiques. Comme nous l'avons déjà mentionné, la biologie structurale s'intéresse à la façon dont les êtres vivants sont organisés et aux raisons de cette organisation. Nous avons vu ce que sont les structures biologiques et les propriétés structurelles de base du corps humain. Cette section mentionnera ce qui fait de quelque chose une structure biologique.

Parmi les autres caractéristiques communes, on peut citer :

• Les structures biologiques s'auto-organisent et sont dynamiques. Comme elles peuvent s'organiser en formes distinctes pour remplir leurs fonctions.

• Toutes les structures biologiques des organismes vivants possèdent des niveaux d'organisation qui augmentent en complexité.

• Toutes les structures biologiques fonctionnent ensemble ou s'agrègent pour former des formes qui fonctionnent ensemble.

Structures biologiques dans les aliments

On peut également trouver des structures biologiques dans les aliments. Comment cela se fait-il ? Eh bien, rappelle-toi que les structures biologiques sont organisées en différents niveaux. Cela signifie que les fonctions assurées par notre corps dépendent de choses qui se produisent au niveau microscopique ou moléculaire.

De même, nous avons besoin de manger pour reconstituer des macromolécules spécifiques qui remplissent des fonctions structurelles dans notre corps.

Les protéines peuvent être considérées comme l'une des molécules les plus cruciales dont les propriétés structurelles déterminent leurs fonctions.

Lesprotéines sont essentielles à la vie car elles remplissent diverses fonctions. Elles peuvent transporter des matériaux, contrôler des processus physiologiques tels que la croissance, accélérer des réactions chimiques, stocker des choses, etc.

Malheureusement, neuf des 20 acides aminés dont nous avons besoin pour fonctionner ne peuvent pas être synthétisés par notre corps. Cela signifie que nous devons les consommer sous forme d'aliments.

Les autres macromolécules que nous pouvons obtenir des aliments sont les lipides et les glucides:

Exemples de structures biologiques

Après avoir compris les caractéristiques communes des structures biologiques, les aliments dans lesquels on les trouve et ce que sont les structures biologiques, nous devons passer en revue plus en profondeur des exemples de structures biologiques. Après les avoir toutes expliquées dans la première section, nous nous sommes concentrés sur les molécules. En effet, toutes les fonctions biologiques peuvent être expliquées en examinant ce qui se passe au niveau moléculaire.

Figure 1 : Illustration des formes de protéines. Daniela Lin, Study Smarter Originals.

Les protéines sont l'une des macromolécules les plus importantes dont la structure leur permet de jouer un rôle essentiel dans le fonctionnement de notre organisme.

On distingue généralement deux formes de protéines: les protéines globulaires et les protéines fibreuses (Fig. 1).

• Lesprotéines globulaires sont sphériques, agissent généralement comme enzymes ou transportent des matériaux, sont généralement solubles dans l'eau, ont une séquence irrégulière d'acides aminés et sont généralement plus sensibles à la chaleur et aux changements de pH que les protéines fibreuses.

• Lesprotéines fibreuses sont plus étroites et plus longues, ont généralement une fonction structurelle, ne sont généralement pas solubles dans l'eau, ont une séquence d'acides aminés régulière et sont généralement moins sensibles à la chaleur et aux changements de pH que les protéines globulaires.

Les protéines globulaires sont plus solubles que les protéines fibreuses parce que les acides aminés peuvent se plier de manière à ce que les groupes polaires se trouvent à la surface. Les protéines globulaires ont également des interactions plus faibles entre leurs séquences d'acides aminés que les protéines fibreuses, ce qui les rend plus faciles à dénaturer.

Lesprotéines sont constituées d'une chaîne d'acides aminés. Lorsque quelques chaînes d'acides aminés se lient entre elles, elles créent des liaisons peptidiques. Les chaînes plus longues d'acides aminés liés ensemble sont appelées liaisons polypeptidiques.

1. Structure primaire : La structure primaire d'une protéine est constituée de ses séquences d'acides aminés liées en une chaîne polypeptidique. Cette séquence détermine la forme de la protéine. Un changement dans la séquence d'acides aminés d'une protéine en modifierait la forme.
2. Structure secondaire : La structure secondaire est causée par le repliement des acides aminés de la structure primaire. Les structures les plus courantes dans lesquelles les protéines se replient au niveau secondaire sont les hélices alpha (\(alpha\)) et les feuilles plissées bêta (\(bêta\)), qui sont maintenues ensemble par des liaisons hydrogène.
3. Structure tertiaire : La structure tertiaire est la structure tridimensionnelle d'une protéine. Cette structure tridimensionnelle est formée par les interactions entre les groupes R variables.
4. Structure quaternaire : Toutes les protéines n'ont pas une structure quaternaire. Mais certaines protéines peuvent former des structures quaternaires constituées de plusieurs chaînes polypeptidiques. Ces chaînes polypeptidiques peuvent être appelées sous-unités.

Figure 2 : Les quatre niveaux de structure des protéines.

Les acides aminés, les éléments constitutifs des protéines, sont composés d'un carbone alpha (\(alpha\)) lié à un groupe amino (\(NH_2\)), d'un groupe carboxyle (\(COOH\)), d'hydrogène (\(H\)), et d'une chaîne latérale variable nommée (\(R\)) qui leur confère différentes propriétés chimiques.

Structures et fonctions biologiques

Nous devons maintenant nous pencher sur les fonctions réelles de certaines structures biologiques. Nous verrons des exemples de structures et de fonctions biologiques à différents niveaux.

Figure 3 : Structures et fonctions biologiques. Structure générale d'une cellule animale. La structure d'une cellule est étroitement liée à sa fonction.

1. Les atomes : L'hydrogène (H), l'oxygène (O) et le carbone (C) sont des exemples d'atomes.

Lecarbone est un élément essentiel de la vie car il crée des liaisons stables avec divers éléments, ce qui lui permet de former de nombreuses molécules complexes telles que les protéines, les glucides, etc. Cette propriété spécifique des atomes de carbone va lui permettre de fabriquer des macromolécules telles que les protéines, les glucides, les lipides, etc.

2. Les protéines sont des structures biologiques au niveau moléculaire. Tu trouveras ci-dessous quelques-unes des fonctions courantes des protéines:

3. Lesorganites: Un exemple d'organite est la mitochondrie. Les mitochondries ont une structure à double membrane; la membrane interne a beaucoup de plis pour augmenter sa surface, ce qui lui donne plus d'espace pour décomposer les molécules pour la respiration cellulaire.

4. Lescellules ont également des structures qui les aident aussi à faire un travail spécifique.

Figure 4 : Structures et fonctions biologiques. La forme et la structure spécifique d'une cellule sont liées à ses fonctions (un neurone, une tige et des cellules musculaires sont des cellules animales différentes).

5. Lestissus sont un ensemble de cellules qui fonctionnent ensemble, comme le tissu nerveux. Le tissu nerveux est constitué de plusieurs cellules nerveuses, ce qui les aide à envoyer de nombreux signaux dans tout le corps.

6. Lesorganes sont un ensemble de tissus.

7. Lessystèmes organiques sont un ensemble d'organes. Si nous reprenons le même exemple, il s'agit du système nerveux. Les différents organes et tissus dotés de structures particulières fonctionnent ensemble.

Lesorganismes sont un ensemble de toutes les structures biologiques réunies, ce qui signifie qu'à l'intérieur de nous, nous avons des structures qui fonctionnent grâce à leurs formes spécifiques.