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BIOCHIMIE.
VISUALISATION TRIDIMENSIONNELLE DES MOLECULES
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En biochimie, la visualisation des molecules dans l'espace (structure tridimensionnelle) permet de se rapprocher de la conception réelle des molecules. L'utilisation de JMOL permet d'atteindre cet objectif. Les principales molécules de base de la biochimie appartiennent aux acides nucleiques, glucides, lidides et proteines. D'autres petites molecules actives sur le fonctionnement de notre organisme peuvent être comparées quant à leurs structures chimiques. Il peut s'agir, entre autres, des médicaments et des droguesAvertissement: la visualisation des molecules nécessite l'installation de java (http://www.java.com). Voir ci dessous Instructions pour la visualisation 3D des molécules :
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Les acides nucleiques constituent les support de l'information génétique. sont formés de nucléotides, constitués, eux même, d'une des 5 bases azotées (A, T, C, G et U), d'un sucre à 5 carbones ou pentose (ribose ou désoxyribose) et phosphate (sous forme triphosphate (nucléotide libre) ou monophosphate (nucléotide incorporé). Les bases azotées sont de 2 types différents; 1) les bases puriques sui sont l'Adénine (A) et la Guanine (G) et 2) les bases pyrimidiques qui sont la thymine (T), la Cytosine (C) et l'Uracile (U). Selon leur composition en nucléotides, les acides nucléiques sont de deux types; 1) l'Acide Déoxyribonucléiques (ADN, DNA) contenant les nucléotides à bases A, C, G et T et un sucre sous forme désoxyribose, 2) l'Acide Ribonucléique (ARN, RNA) constitué de nucléotides contenant les bases A, C, G et U et du ribose comme sucre pentose (à 5 C). Dans la cellule, les acides nucléiques peuvent exister sous formes associées à des protéines (nucléoprotéines). Plus
de détail dans la page: http://www.takween.com/JMOL/a_nucleiques_visualisation.html Javascript generated by a java program (Jmol_Web_Page_Maker) on 10 sept. 2007. Original page composed by J. Gutow 7/2006. |
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Les sucres ou glucides sont des molecules organiques à plusieurs atomes de carbone porteurs de fonctions alcool (OH), aldéhyde ou cétone et parfois amine ou acide. Les glucides jouent un rôle energétique (les calories apportées par l'alimentation humaine provient à 40%-50% des glucides). Ils ont aussi un rôle structural (paroi cellulaire, cellulose, réserves, composantes dans les acides nucléiques,...) (Glucides-materiaux). Les sucres constituent une composante essentielle dans la nutrition, car ils sont un des principaux intermédiaires biologiques de stockage et de consommation d'énergie. Chez les organismes autotrophes, comme les plantes, les sucres sont convertis en amidon pour le stockage. Chez les organismes hétérotrophes, comme les animaux, ils sont utilisés comme source d'énergie dans les réactions métaboliques, leur oxydation lors de la digestion des glucides apportant environ 17 kJ/g. Plus
de détails dans la page: http://www.takween.com/JMOL/sucres_visualisation.html |
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Les lipides sont constitués essentiellement d'acides gras. Les acides gras naturels possèdent une chaîne carbonnée de 4 à 28 atome de carbone (nombre pair en général). La nouvelle dénomination pour les AG poly-insaturés est basée sur la place de la première double liaison par rapport au CH3 terminal (en oméga (w)). Les
lipides, matériaux
de base pour la cellule, peuvent être distingués
selon 3 grandes catégories:
1) Les Triglycerides qui sont formés d'un glycérol lié à 3 acides gras. Ils sont des esters (acide + alcool). Ils constituent la part importante des huiles végétales et animales. Ils constituent une réserve énergétique très importante pour plusieurs organismes vivants. D'ailleur,en industrie les acides gras sont synthétisés par hydrolyse des triglycérides. --------2) Les Phospholipides sont des esters de glycérol où deux fonctions alcools sont estérifiées par des acides gras et la troisième par un acide phosphorique. Ce dernier est un polyacide, la deuxième de ses fonctions acides est neutralisée par un alcool aminé (serine, éthanolamine, choline). La troisième et dernière fonction reste sous forme d'anion. Les phospholipides sont des constituants des membranes (Membrane-QCM). ------- 3) Les stéroïdes sont formés d'un squelette de 4 cycles de carbones (noyau stérol). L'un des exemples les plus connus des stéroïdes est le Cholesterol qui existent uniquement chez les animaux (materiaux exercice). Plus de détails dans la page: http://www.takween.com/JMOL/lipides_visualisation.html |
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Les proteines sont constituées d'un enchaînement d'acides aminés. Les acides aminés (AA) peuvent être subdivisés en AA apolaires (9 AA) et en AA polaires (11 AA). Ces derniers peuvent être des Acides amines polaires non chargés (6 AA), Acides amines polaires chargés (-) (appelés aussi AA acides) et des Acides amines polaires chargés (+) (appelés aussi AA basiques). Avant de passer à leur visualisation 3D par JMOL, nous présentons ci contre la formule chimiques et les abréviations de chaqu'un des 20 acides aminés. Pour rappel, certains AA sont essentiels. Il faut les fournir par un apport alimentaire. Ces AA sont toute la série des AA apolaires, exceptées la Proline et l'Alanine et les AA de la serie des AA polaires basiques. Par exemple, l'Histidine se trouve dans les bananes et les raisins, entre autres. L'Arginine est rencontrée dans l'Arachide, entre autres. Les proteines jouen un rôle important au niveau des membranes (PAM) et du métabolisme (enzymes). Plus de détails dans la page: http://www.takween.com/JMOL/aa_proteines_visualisation.html |
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Les médicaments et drogues sont des composés chimiques à effet biologique sur la vie d'un être vivant. Ils sont extrais essentiellement à partir des plantes. Par exemple; la Nicotine comme toutes les autres substances psychoactives induisant une dépendance, accroît la libération de dopamine par certains neurones. La nicotine imite l'action d'un neuromédiateur naturel, l'acétylcholine. La Cocaïne provoque une euphorie immédiate, un sentiment de toute-puissance intellectuelle et physique et une indifférence à la douleur et à la fatigue. Ces effets laissent place ensuite à un état dépressif et à une anxiété. L'Aspirine (acide acétylsalicylique), inhibiteur irréversible de la cyclooxygénész, est utilisé comme médicament inhibe la formation des prostaglandines responsables de l'inflammation, de la fièvre et de la douleur. Tamiflu (oseltamivir), inhibiteur compétitif. de la neuraminidase virale, est un médicament contre la grippe (voir mécanisme). AZT (azidothymidine) est un inhibiteur nucléosidiques de la transcriptase inverse des virus. Il est utilisé dans le traitement du SIDA. Le Valium (diazepam) est utilisé pour traiter l'anxiété, l'angoisse, et éventuellement dans le sevrage alcoolique. En solution buvable, il peut aussi être employé chez l'enfant pour prévenir les convulsions dues à la fièvre |
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