La Terre, la vie et l'organisation du vivant

THEME 1 La Terre, la vie et l'organisation du vivant

THÈME 1A  Transmission, variation et expression du patrimoine génétique

Pour survivre et se multiplier, les cellules doivent notamment synthétiser leurs nombreuses molécules organiques. Ces réactions nécessitent de l’énergie et de la matière. Le métabolisme est l'ensemble des transformations biochimiques qui se déroulent dans une cellule.

Ces réactions font intervenir des enzymes. Les enzymes sont des protéines donc des produits de l'expression des gènes.

q: quelles sont les caractéristiques des enzymes?

I Le rôle des enzymes dans le fonctionnement des êtres vivants    

activité 1 le rôle des enzymes dans le fonctionnement des êtres vivants

Une enzyme est une protéine qui accélère le déroulement d’une réaction chimique. Après son intervention au cours de la réaction, elle conserve ses propriétés (elle n’est pas consommée comme un réactif) et peut continuer à agir. Une molécule qui accélère une réaction tout en conservant son état initial en fin de réaction est un catalyseur. Les enzymes sont donc appelés catalyseurs biologiques ou biocatalyseurs.

Les molécules transformées par une enzyme sont appelées substrats et les molécules fabriquées sont appelées produits.

Ex: l'amylase est une enzyme dont le substrat est l'amidon, elle catalyse son hydrolyse et permet la formation de sucres réducteurs (produits).

Les enzymes sont essentielles pour les êtres vivants car elles permettent le déroulement des réactions chimiques à des vitesses compatibles avec la vie.

II La double spécificité des enzymes

activité 2 la double spécificité des enzymes

Les enzymes possèdent une double spécificité:

- une spécificité de substrat: chaque enzyme est capable d'agir sur une seule molécule (ou parfois quelques molécules proches)

- une spécificité d'action: chaque enzyme est capable de catalyser une seule réaction chimique.

Par exemple, l'amylase est capable d'agir uniquement sur l'amidon et elle est capable de réaliser uniquement son hydrolyse.

Les enzymes présentes dans une cellule déterminent les réactions qui peuvent avoir lieu et contribuent ainsi de façon très importante au phénotype cellulaire. Toutes les cellules ne possèdent pas les mêmes enzymes car elles n'expriment pas toutes les mêmes gènes. Cette différence d'équipement enzymatique est en partie responsable de la spécialisation des cellules au sein d'un organisme pluricellulaire. Les enzymes sont donc un marqueur de cette spécialisation.

Remarque: les gènes codant pour des enzymes indispensables au fonctionnement de base des cellules sont exprimés dans toutes les cellules.

III Le mode d'action des enzymes

activité 3 le mode d'action des enzymes

Les propriétés des enzymes sont liées à leur mode d'action et à leur nature.

Une enzyme agit en formant une association étroite avec son substrat, on parle d'un complexe enzyme-substrat. Lorsque la réaction est terminée, ce complexe se dissocie en libérant l'enzyme et le produit de la réaction. On peut résumer l'intervention d'une enzyme de la manière suivante:

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