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Les protéines
Les protéines sont constituées d'une chaîne d'acides aminés, exactement comme le sont les peptides que nous avons étudiés plus tôt, mais plus longues, puisqu'elles sont constituées de plus d'une centaine d'acides aminés.
Tout comme avec les vingt-six lettres de notre alphabet il est possible de créer des milliers de mots différents avec chacun un sens qui lui est propre, il est possible, avec les vingt acides aminés différents, de créer un très grand nombre de protéines avec chacune une fonction qui lui est propre. Toutefois, pour exercer sa fonction spécifique, une protéine donnée doit toujours avoir la même structure, c'est-à-dire qu'elle doit toujours présenter le même nombre et la même séquence d'acides aminés. Cette fidélité structurale implique l'obligation pour la cellule de posséder un mécanisme de synthèse très rigoureux qui mette en place les acides aminés selon un ordre constant pour chaque protéine.
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Pour mieux comprendre l'importance de cette rigueur dans la séquence des acides aminés dans une protéine, voyons ce qui suit.
Nous disposons de 26 lettres qu'on peut agencer de milliers de façons pour former des mots qui n'ont pas du tout la même signification selon les lettres utilisées.
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Par exemple, POIRE a un sens bien précis. |
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Aussi, si nous changeons une seule lettre à ce mot pour qu'il devienne BOIRE, nous obtenons un mot ayant un sens tout à fait différent. |
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De plus, si nous gardons les mêmes lettres mais que nous en changeons la séquence pour obtenir PROIE, nous aurons un autre mot avec un autre sens et donc une possibilité d'erreur dans l'interprétation du message. |
Les acides aminés étant les lettres et les protéines les mots, la séquence des acides aminés est donc déterminante du rôle de cette protéine (sa signification chimique) dans notre organisme. Ainsi, la substitution d'un acide aminé par un autre peut entraîner la formation de protéines non fonctionnelles dans l'organisme et causer des déséquilibres plus ou moins graves. Ainsi par exemple, une simple substitution de deux acides aminés dans les 574 que contient la molécule d’hémoglobine (molécule contenue dans les globules rouges et responsable du transport de l’oxygène) est suffisante pour entraîner une maladie grave mortelle pour l’homme, la drépanocytose aussi appelée anémie falciforme.
Différents facteurs, comme des variations extrêmes de température, de pH, peuvent entraîner la perte de la structure tridimensionnelle d’une protéine, on dit alors que cette protéine est dénaturée. Cette dénaturation entraîne alors la perte immédiate de la fonction spécifique de la protéine. À ce titre, on peut mentionner qu'un état de fièvre aïgue pendant plusieurs heures pourrait avoir des effets majeurs sur plusieurs protéines de l'organisme. On retrouve des protéines un peu partout dans notre organisme aussi bien dans le milieu intracellulaire que dans le milieu extracellulaire. Près de 50% de la matière cellulaire est constituée de protéines et on estime à près de 3,000 le nombre de protéines différentes dans une seule cellule humaine.
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Mais à quoi peuvent bien servir toutes ces protéines? |
Les protéines structurales constituent un matériau de premier choix dans la construction de la charpente de l'édifice cellulaire et, par le fait même, celle de tout l'organisme. De plus, elles forment également la charpente de l'édifice extracellulaire: à titre d'exemple, le collagène qui donne à la peau sa fermeté et sa souplesse est une protéine.
Les protéines catalytiques que sont les enzymes permettent l'ensemble des milliers de réactions chimiques qui ont lieu à chaque minute dans chacune de nos cellules afin de maintenir l'homéostasie. Ces protéines jouent un rôle essentiel par exemple, dans les processus cellulaires de production d'énergie.
Les protéines régulatrices , telles les hormones, exercent un contrôle sur de nombreux processus physiologiques comme la croissance, la régulation de la digestion etc...
Les protéines transporteurs permettent le transit de plusieurs molécules d'une cellule à l'autre, ou encore entre le milieu interstitiel et le milieu intracellulaire. Par exemple, l'hémoglobine des globules rouges sert de transporteur à l'oxygène indispensable aux cellules afin de satisfaire le besoin d'oxygène pour la fabrication d'énergie.
Les protéines contractiles comme l’actine et la myosine participent à la contraction musculaire.
Les protéines immunitaires sont impliquées dans les mécanismes de défense de notre organisme. Chaque espèce vivante refuse de laisser pénétrer dans ses cellules ou dans son milieu intérieur des macromolécules appartenant à une espèce étrangère. Ainsi, lorsqu'une macromolécule qui ne fait pas partie normalement de notre bagage moléculaire pénètre dans notre organisme, un ensemble de réactions, dites immunitaires, sont déclenchées. Ces réactions conduisent à un branle-bas de combat afin d'éliminer le plus rapidement possible cette molécule étrangère. Des cellules spécialisées dans la défense de notre organisme, les lymphocytes, fabriquent alors de grande quantité de protéines, les anticorps, qui ont comme fonction spécifique de neutraliser cette molécule étrangère.
Les protéines récepteurs qui servent de récepteurs membranaires spécifiques à différentes molécules.
En plus de toutes ces fonctions importantes, les protéines peuvent également servir de combustibles pour les cellules si l'apport en glucides et en lipides est insuffisant. Cette solution est évidemment utilisée en dernier recours, lors d'un jeûne sévère par exemple, ou dans des cas de malnutrition avancée.
En résumé
