Skip to main content
Global

7 : Biochimie microbienne

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    187774

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    La Terre est estimée à 4,6 milliards d'années, mais pendant les 2 premiers milliards d'années, l'atmosphère a manqué d'oxygène, sans lequel la Terre ne pourrait pas soutenir la vie telle que nous la connaissons. L'une des hypothèses concernant l'émergence de la vie sur terre implique le concept d'une « soupe primordiale ». Cette idée suggère que la vie a commencé dans un plan d'eau lorsque les métaux et les gaz de l'atmosphère se sont combinés à une source d'énergie, telle que la foudre ou la lumière ultraviolette, pour former les composés carbonés qui sont les éléments chimiques constitutifs de la vie. En 1952, Stanley Miller (1930-2007), étudiant diplômé à l'université de Chicago, et son professeur Harold Urey (1893-1981) ont entrepris de confirmer cette hypothèse dans le cadre d'une expérience désormais célèbre. Miller et Urey ont combiné ce qu'ils croyaient être les principaux composants de l'atmosphère primitive de la Terre, à savoir l'eau (H 2 O), le méthane (CH 4), l'hydrogène (H 2) et l'ammoniac (NH 3), et les ont scellés dans une fiole stérile. Ensuite, ils ont chauffé le flacon pour produire de la vapeur d'eau et ont fait passer des étincelles électriques à travers le mélange pour imiter la foudre dans l'atmosphère (Figure\(\PageIndex{1}\)). Lorsqu'ils ont analysé le contenu du flacon une semaine plus tard, ils ont découvert des acides aminés, les unités structurales des protéines, des molécules essentielles au fonctionnement de tous les organismes.

    Schéma de l'expérience Miller-Urey. Une fiole d'eau (pour simuler l'océan) est chauffée. Il est relié par un tube en verre en boucle fermée à : une pompe à vide, un flacon contenant des gaz (eau, méthane, hydrogène, ammoniac) et une étincelle électrique (pour simuler la foudre), et enfin à un condenseur qui refroidit l'eau. L'eau refroidie contient des composés organiques.
    Figure\(\PageIndex{1}\) : Les scientifiques Stanley Miller et Harold Urey ont démontré que les composés organiques peuvent provenir naturellement de matières inorganiques. L'expérience Miller-Urey illustrée ici a simulé les effets de la foudre sur les composés chimiques présents dans l'atmosphère primitive de la Terre. Les réactions qui en ont résulté ont produit des acides aminés, les éléments chimiques constitutifs des protéines. (crédit : modification de l'œuvre de Courtney Harrington)

    • 7.1 : Molécules organiques
      La biochimie est la discipline qui étudie la chimie de la vie et a pour objectif d'expliquer la forme et la fonction en se basant sur des principes chimiques. La chimie organique est la discipline consacrée à l'étude de la chimie basée sur le carbone, qui est à la base de l'étude des biomolécules et de la discipline de la biochimie. La biochimie et la chimie organique sont toutes deux basées sur les concepts de chimie générale.
    • 7.2 : Glucides
      Les biomolécules les plus abondantes sur Terre sont les glucides. D'un point de vue chimique, les glucides sont principalement une combinaison de carbone et d'eau, et nombre d'entre eux ont la formule empirique (CH₂ O), où n est le nombre d'unités répétées. Ce point de vue représente ces molécules simplement comme des chaînes d'atomes de carbone « hydratées » dans lesquelles les molécules d'eau se fixent à chaque atome de carbone, d'où le terme « glucides ».
    • 7.3 : Lipides
      Bien qu'elles soient principalement composées de carbone et d'hydrogène, les molécules lipidiques peuvent également contenir de l'oxygène, de l'azote, du soufre et du phosphore. Les lipides ont des fonctions nombreuses et diverses dans la structure et les fonctions des organismes. Ils peuvent être une source de nutriments, une forme de stockage du carbone, des molécules de stockage d'énergie ou des composants structuraux des membranes et des hormones. Les lipides constituent une vaste classe de nombreux composés chimiquement distincts, dont les plus courants sont abordés dans cette section.
    • 7.4 : Protéines
      Les acides aminés sont capables de se lier entre eux en un nombre pratiquement illimité, produisant des molécules de toutes tailles qui possèdent un large éventail de propriétés physiques et chimiques et remplissent de nombreuses fonctions vitales pour tous les organismes. Les molécules dérivées des acides aminés peuvent fonctionner en tant que composants structuraux des cellules et des entités subcellulaires, en tant que sources de nutriments, en tant que réservoirs de stockage d'atomes et d'énergie et en tant qu'espèces fonctionnelles telles que les hormones, les enzymes, les récepteurs et les molécules de transport.
    • 7.5 : Utilisation de la biochimie pour identifier les microorganismes
      L'identification précise des bactéries est essentielle dans un laboratoire clinique pour le diagnostic et la gestion des épidémies, des pandémies et des intoxications alimentaires causées par des épidémies bactériennes. Dans cette section, nous allons discuter de quelques méthodes qui utilisent des caractéristiques biochimiques pour identifier les microorganismes.
    • 7.E : Biochimie microbienne (exercices)

    Vignette : Un site de liaison enzymatique qui se lierait normalement au substrat peut également se lier à un inhibiteur compétitif, empêchant ainsi l'accès au substrat. La dihydrofolate réductase est inhibée par le méthotrexate qui empêche la fixation de son substrat, l'acide folique. Site de liaison en bleu, inhibiteur en vert et substrat en noir (PDB : 4QI9). (CC BY 4.0 ; Thomas Shafee).