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Vidéo de la leçon : Lipides Biologie

Dans cette vidéo, nous allons apprendre à décrire la structure, la synthèse et les propriétés des lipides.

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Transcription de vidéo

Dans cette vidéo, nous allons apprendre la composition, la structure et la fonction de différents types de lipides. Nous allons étudier les triglycérides et les phospholipides et comment leurs structures sont liées à leurs fonctions. Et nous allons voir comment les lipides sont classés en fonction de leur structure.

Les lipides sont des molécules généralement composées de carbone, d’hydrogène et de quelques atomes d’oxygène. Ils sont caractérisés par la présence de chaînes hydrocarbonées et également par le fait que les lipides sont insolubles dans l’eau mais solubles dans les solvants organiques tels que les alcools. Dans les organismes, les lipides sont une source alimentaire d’énergie et un moyen de stockage de l’énergie à long terme. Ils fournissent des revêtements étanches et les lipides constituent les membranes des cellules et de la plupart des organites. Ils servent de messagers chimiques et assurent une isolation thermique pour les corps et les organes des animaux. Et comme tout le reste en biologie, la structure des lipides est ce qui leur permet de remplir leurs fonctions spécifiques.

Afin de comprendre la structure de base des lipides, nous allons commencer par jeter un œil à une molécule appelée acide gras. Un acide gras est composé de ce qu’on appelle un groupe carboxyle lié à une longue chaîne d’atomes d’hydrogène et de carbone. Chaque atome de carbone est capable de former une liaison avec quatre autres atomes. Dans la chaîne hydrocarbonée, chaque atome de carbone se lie à deux autres atomes de carbone, laissant deux places libres pour la liaison avec des atomes d’hydrogène. Les liaisons carbone-hydrogène stockent beaucoup d’énergie que les organismes peuvent transférer ultérieurement à d’autres processus. Lorsque chaque atome de carbone est lié à deux atomes d’hydrogène, la chaîne est constituée uniquement de liaisons simples. On dit que la chaîne est saturée car la molécule possède autant d’atomes d’hydrogène qu’elle peut en contenir.

Parfois, deux atomes de carbone forment plutôt une liaison double. Cela signifie que chacun de ces atomes de carbone ne peut se lier qu’à un seul atome d’hydrogène au lieu de deux. Puisque le nombre d'atomes d'hydrogène dans cette molécule est inférieur au nombre maximum possible, on dit que cette molécule est insaturée. vous pouvez voir que les molécules d’acides gras saturés ont une forme droite, et cette forme leur permet de se rapprocher naturellement. Pour cette raison, les acides gras saturés ont tendance à être solides à température ambiante. En revanche, les acides gras insaturés ont généralement une forme courbée. De ce fait, il y a bien sûr plus d’espace entre ces molécules. Et pour cette raison, les acides gras insaturés ont tendance à être sous forme liquide à température ambiante.

C’est la différence entre un aliment comme le beurre qui contient plus de 60 pour cent de graisses saturées et est solide à température ambiante, et un aliment comme l’huile d’olive qui contient plus de 80 pour cent de graisses insaturées et est liquide à température ambiante. Ces longues chaînes d’atomes de carbone et d’hydrogène liées ensemble sont également ce qui donne aux lipides leur propriété apolaire et les rend insolubles dans l’eau.

Ensuite, étudions deux lipides plus complexes : les phospholipides et les triglycérides. Les triglycérides sont composés de trois acides gras et d’une molécule de glycérol. Les acides gras se lient au glycérol lors d'une réaction chimique appelée réaction de condensation. Une réaction de condensation se produit lorsque les groupes hydroxyles de deux molécules différentes s’assemblent. Les atomes se réorganisent de sorte qu’à la fin, les deux molécules partagent un atome d’oxygène. Les deux atomes d’hydrogène et celui d’oxygène qui sont libérés lors de la réaction se lient ensemble pour former une molécule d’eau. Chacun des trois acides gras se lie à l’un des groupes hydroxyles de la molécule de glycérol. La liaison qui se forme à la suite de ces réactions de condensation est appelée une liaison ester.

Les triglycérides peuvent éventuellement être à nouveau dégradés. Cette réaction, l’inverse d’une réaction de condensation, s’appelle une hydrolyse. Lors d'une hydrolyse, une molécule d’eau est utilisée, et au lieu de partager un atome d’oxygène, les molécules se séparent et forment leurs propres groupes hydroxyles. Une fois que le triglycéride a été séparé en ces composants, le glycérol et les acides gras peuvent être utilisés comme substrats pour la respiration cellulaire, tout comme le glucose. L’énergie stockée dans les nombreuses liaisons à haute énergie carbone-hydrogène est transmise et utilisée pour fabriquer de l’ATP. C’est ce qui rend les triglycérides des molécules extrêmement efficaces pour stocker de l'énergie.

Les phospholipides ont une structure semblable à celle des triglycérides. La principale différence est qu'un alcool du glycérol est lié à un groupe phosphate, ce qui signifie qu’il n’y a de la place que pour deux chaînes d’acides gras au lieu de trois. Cette différence structurelle donne aux phospholipides quelques propriétés importantes. Nous savons déjà que les chaînes carbonées sont apolaires. Un autre terme pour décrire cette partie du phospholipide est hydrophobe. Hydro est un terme qui désigne l’eau et phobe signifie peur. En revanche, la partie du phospholipide qui comprend le groupe phosphate et la molécule de glycérol est de nature polaire. Un autre terme pour la décrire est hydrophile ou qui aime l’eau.

Ici, nous avons un diagramme simplifié d’un phospholipide que vous connaissez probablement. Il montre la tête hydrophile et la queue hydrophobe. Lorsque les phospholipides sont placés dans une solution aqueuse, ils ont une réaction intéressante. Les queues hydrophobes s’orientent les unes vers les autres pour éviter d’interagir avec l’eau, tandis que les têtes hydrophiles sont attirées par l’eau et entre elles forment entre elles une couche externe. Cet arrangement spontané est connu comme une bicouche lipidique et c’est pourquoi les phospholipides constituent les membranes des cellules et de la plupart des organites. Les structures spécifiques des phospholipides et des triglycérides les rendent particulièrement adaptés à leurs fonctions.

Ensuite, regardons comment les lipides sont classés. Les lipides peuvent être divisés en trois catégories principales: les lipides simples, les lipides complexes et les dérivés de lipides. Les lipides simples sont transformés en acides gras et en alcools lorsqu’ils sont hydrolysés ou dégradés. Un exemple de lipide simple est le triglycéride dont nous avons parlé un peu plus tôt. Un autre exemple de lipide simple est la cire. Les cires sont constituées d’un acide gras lié à un alcool de longue chaîne. Elles forment, sur la plupart des feuilles, la couche externe étanche à l’eau connue sous le nom de cuticule et elles sont également fabriquées par certains animaux, tels que les abeilles. Les lipides complexes donnent des acides gras, des alcools et au moins une autre molécule lorsqu’ils sont hydrolysés.

Lorsque vous dégradez un phospholipide par hydrolyse, vous obtenez un groupe phosphate, une molécule de glycérol et des acides gras. Les dérivés de lipides sont des composés ayant les propriétés des lipides et qui sont issus des produits d’hydrolyse des lipides simples et composés. Un exemple que nous connaissons déjà est l'acide gras. Les dérivés de lipides comprennent également un groupe de composés appelés stéroïdes, dont le cholestérol en est un exemple. Le cholestérol a pour fonction de renforcer et de structurer les membranes cellulaires des cellules animales. Maintenant que nous avons appris des choses au sujet de la structure des lipides, de leurs fonctions et de leur classification, essayons une question pratique.

Des exemples de molécules biologiques sont fournis : triglycérides, acides nucléiques, phospholipides, cholestérol, cellulose. Quelles molécules des exemples donnés sont classées comme lipides?

Cette question présente une liste de molécules biologiques. Ensuite, elle nous demande de déterminer lesquelles de ces molécules sont considérées comme des lipides. Alors tout d’abord, nous allons faire un petit rappel sur les lipides. Puis, nous étudierons les structures des molécules de la liste fournie, et nous utiliserons nos connaissances pour déterminer lesquelles sont des lipides. Rappelons que les lipides sont des molécules insolubles dans l’eau. Ils sont généralement composés d’atomes de carbone, d’atomes d’hydrogène et de quelques atomes d’oxygène. Et ils se caractérisent par leur possession de ce qu’on appelle une chaîne hydrocarbonée. Ici, j’ai dessiné des diagrammes simplifiés de chacune des molécules biologiques répertoriées. Pouvez vous les identifier en fonction de leurs structures ?

Si vous avez parlé de triglycérides, d'acides nucléiques, de phospholipides, de cholestérol et de cellulose, alors vous connaissez vos molécules biologiques. Pour répondre à notre question, prenons deux choses en considération. Premièrement, nous recherchons des lipides, ce sont un type de macromolécule biologique. Eh bien, les acides nucléiques sont leur propre catégorie de macromolécules. Et la cellulose est un exemple de ce que nous appelons un glucide. Nos quatre types de macromolécules biologiques sont les protéines, les lipides, les acides nucléiques et les glucides.

Puisque les acides nucléiques et la cellulose appartiennent à d’autres catégories, nous savons qu’ils ne sont pas des lipides. La deuxième chose à prendre en considération ici est que les lipides sont caractérisés par la possession d’une chaîne hydrocarbonée. Nous pouvons voir des chaînes hydrocarbonées dans la molécule de triglycéride, dans la molécule de phospholipide et dans la molécule de cholestérol.

Les acides nucléiques sont composés d’un groupe phosphate, d’un sucre et d’une base contenant de l’azote. Ils ne possèdent pas de chaînes hydrocarbonées. Et la cellulose est faite d’un motif répétitif de sucres, également sans chaîne hydrocarbonée. Puisque les triglycérides, les phospholipides et le cholestérol possèdent des chaînes hydrocarbonées, nous savons qu’ils appartiennent à la famille des lipides.

Terminons notre leçon en passant en revue ce que nous avons appris. Dans cette vidéo, nous avons découvert les propriétés et les fonctions des lipides. Nous avons appris ce que sont les acides gras saturés et insaturés et comment leurs structures leur donnent des propriétés spécifiques. Nous avons appris ce que sont les triglycérides et les phospholipides et comment leurs structures sont directement liées à leurs fonctions. Et nous avons appris comment les lipides sont classés ainsi que le rôle que joue le cholestérol, un dérivé de lipide, dans la cellule animale.

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