Du phénotype aux protéines

Résumé du document

Le phénotype correspond à l'ensemble des caractères observables chez un individu dans un environnement donné. Il peut se définir à plusieurs échelles : macroscopique, cellulaire, moléculaire.
Les êtres vivants présentent des caractères communs à l'espèce et d'autres qui leur sont propres. L'ensemble de ces caractères permet de définir le phénotype de chaque être vivant.
Dans une population, un caractère phénotypique peut se présenter sous différents états d'un individu à l'autre. Ces différents états représentent des phénotypes alternatifs. Chez l'homme, la couleur des cheveux, la taille, le groupe sanguin sont des exemples de caractère où l'on observe de nombreux phénotypes alternatifs.

Extraits

[...] La réalisation du phénotype dépend donc des protéines. III) Les enzymes : des catalyseurs biologiques. Définitions des enzymes. Les enzymes sont des catalyseurs : dans des conditions de milieu données, elles accélèrent la vitesse d'une réaction chimique de transformation d'un substrat S en produit P. Comme tout catalyseur, une enzyme reste présente et intact en fin de réaction, et elle agit en faible concentration. Les enzymes sont des catalyseurs biologiques : elles agissent dans des conditions physico-chimiques (Température, pH ) compatibles avec la vie des cellules. [...]

[...] La double spécificité des enzymes. Les enzymes sont caractérisés par une double spécificité. Elles catalysent la transformation chimique d'un seul type de substrat : c'est la spécialité de substrat. Elles ne catalysent qu'un seul type de transformation : c'est la spécificité de réaction. Cette double spécificité permet le déroulement ordonné des milliers de réactions biochimiques qui se produisent à chaque instant dans une cellule. Le glucose oxydase catalyse l'oxydation du glucose, mais ne réagit pas avec d'autres substrats, même de isomères comme le galactose. [...]

[...] Cela modifie peu la structure spatiale de la protéine. En revanche, l'hémoglobine est recouverte par des molécules d'eau empêchant que deux hémoglobines se collent. La présence d'un résidu hydrophobe crée un point de collage entre deux hémoglobines. Ces dernières, normalement indépendantes, s'agglutinent les unes aux autres et forment des fibres. Les hématies perdent alors leur capacité à se déformer, prennent la forme en faucille et se bloquent dans les petits capillaires sanguins. Le phénotype à l'échelle cellulaire et macroscopique s'en trouve modifié. [...]

[...] En effet, une enzyme est une protéine qui a une structure tridimensionnelle. Celle-ci dépend de la structure primaire, c'est-à-dire de la séquence en acide aminé. Certains acides aminés, éloignés dans la séquence polypeptidique, sont rapprochés dans la structure spatiale et forment une région appelée site actif. C'est par cette région limitée de la molécule, sorte de cavité, que le substrat s'associe à l'enzyme. Le site actif à deux fonctions assurées par : Un site de reconnaissance que se lie au substrat grâce à sa complémentarité spatiale avec une partie du substrat. [...]

[...] La conformation spatiale se met en place suite au repliement de la chaine polypeptidique. Ce repliement est permis par des interactions entre des acides aminés pouvant être très éloignés dans la structure primaire de l'enzyme. Ces interactions impliquent des liaisons non-covalentes (liaisons faibles) et des liaisons covalentes (liaisons fortes). L'étude de la conformation spatiale de plusieurs enzymes a montré que, dans le complexe enzyme-substrat, le substrat est lié à l'enzyme au niveau d'un creux ou d'une logette qui forme le site actif de l'enzyme. [...]