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Les glucides | ||
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Les glucides, aussi appelés oses, ou plus communément sucres, constituent une famille de molécules ubiquitaires présente à tous les niveaux dans les organismes vivants. Leur rôle le plus connu est en tant que source d'énergie principale des cellules. Mais ce n'est pas leur seule fonction. Ils en ont de nombreuses autres. Une des forme courante de la nature est la cellulose des plantes ou la chitine des insectes, qui assure leur rigidité. Ils constituent également des sites de reconnaissance et de nombreuses protéines portent des sucres à leur surface pour assurer cette fonction. Mais leur rôle fondamental est leur participation dans la constitution des acides nucléiques, l'ADN et l'ARN, dont ils assurent la charpente (le D et le R de ces sigles représentent le deoxyribose et le ribose, deux glucides).
Comme les protéines, les glucides sont constitués de molécules de base qui peuvent se polymériser pour former des structures plus complexes. Ces molécules sont caractérisées par leur formule de la forme (CH2O)n avec n > 3, ce qui les a fait appeler anciennement hydrates de carbone. Cette appellation est aujourd'hui abandonnée, sauf dans la diététique, car les glucides ne sont pas des atomes de carbone hydratés. Ils sont constitués d'une chaîne carbonée portant une fonction cétone ou aldéhyde (oxygène relié à un carbone par une double liaison), les autres oxygènes participant à des fonctions alcools sur les autres carbones (chaque atome portant soit un alcool soit un oxygène doublement lié).
Selon que les oses portent une fonction aldéhyde ou cétone, on distingue deux groupes : les aldoses et les cétoses.
De telles molécules portent plusieurs carbones asymétriques (dans l'image linéaire, ce sont les carbone 2,3,et 4 en partant du haut). Ce qui signifient que plusieurs formes se distinguent par la position des groupements OH et du H autour du carbone. Comme les réactions chimiques sont très spécifiques, chaque énantiomère se comportera comme une molécule différente sur le plan biologique, il recevra d'ailleurs un nom qui lui est propre. Le glucose est par exemple un des énantiomère des aldoses à 6 carbones. Les deux monoses les plus fréquents dans la nature, le glucose et le fructose, sont d'ailleurs ceux dont les groupements OH sont disposés en alternance sur la chaine carbonée, les groupements y sont ainsi le plus éloigné possible et la molécule est plus stable.
Les molécules de glucides existent sous deux formes : linéaire et cyclique. Les deux images représentent la même molécule de glucide (un cetose, le fructose) sous ses deux formes. Les atomes équivalent sont représentés de la même couleur. On constate que dans le cas de la molécule cyclique le groupement cétone n'est plus visible. Seuls les molécules les plus courtes n'existent que sous forme linéaire (3 et 4 atomes de carbone). Pour tous les autre, dissouts dans l'eau, ils passent continuellement d'une forme à l'autre.
Les glucides de base peuvent se polymériser pour former des chaînes carbonées plus complexes. La liaison se fait entre deux groupes hydroxyles. La liaison entre deux molécules de glucides se fait entre deux groupement OH, avec élimininatin d'une molécule d'eau selon la réaction suivante :
| R1-CH-OH + R2-CH-OH -> R1-CH-O-CH-R2 + H2O |
La formule de ces glucides n'est donc plus CnH2nOn.
On peut noter que seules les formes cycliques peuvent se polymériser. Seuls les glucides de 5 carbones et plus peuvent participer à ces assemblages. Tous les carbones liés à un groupement OH sont à même de participer à une liaison, mais dans un polymère donné, les carbones impliqués sont parfaitement définis. Ainsi, la différence entre la cellulose et l'amidon n'est autre que le le choix des carbones impliqués. Enfin, plus de deux carbones peuvent être impliqués dans des liaisons, ce qui signifie que la chaine glucidique peut être ramifiée. Cette propriété est très importante parce qu'elle permet la constitution des acides nucléique, dont le coeur est un ribose ou un désoxyribose qui établit 3 liaisons avec des molécules adjacentes, deux permettent de constituer la chaine, la 3eme portant la base azoté qui determine la spécificité du message génétique.
