BIOCHIMIE
La biochimie (mot créé en 1903 par Neuberg) est la discipline scientifique qui explore, chez les êtres vivants, les réactions chimiques qui, par leur juxtaposition et leurs interactions, permettent le maintien de l'état vivant. Cet état est caractérisé par la capacité de reproduction d'autres êtres vivants identiques aux organismes parentaux. La biochimie peut être considérée comme une branche, devenue autonome, de la chimie organique : elle a d'ailleurs en France longtemps porté le nom de chimie biologique. La biochimie tire ses plus lointaines origines de spéculations sur le rôle de l'air dans l'utilisation des aliments et sur la nature de la fermentation : Léonard de Vinci, dès le xve siècle, comparait la nutrition animale et la combustion.
Cependant, ce n'est qu'au cours des xixe et xxe siècles que furent posées quatre sortes de questions fondamentales auxquelles des réponses, aujourd'hui encore partielles, ont été données par la méthode expérimentale :
– Quelles sont les structures chimiques des molécules présentes chez les êtres vivants ? Quelles sont celles qu'un être vivant peut synthétiser et quelles sont celles qu'il doit puiser dans son environnement ? Cette première série de questions constitue un important chapitre de la biochimie : la biochimie structurale.
– Quelles sont les réactions chimiques qui permettent à la cellule vivante de synthétiser les molécules qui la constituent ? Comment s'effectue la régénération de ces molécules ? D'où provient l'énergie chimique nécessaire à ces synthèses ? Ce chapitre constitue la biochimie métabolique, dont l'énergétique biochimique est un sous-ensemble particulièrement important.
– Quelles sont les molécules et quelles sont les réactions chimiques qui permettent à un être vivant d'exercer sa propriété essentielle d'autoreproduction ? En d'autres termes, comment se transmet et s'exprime le message génétique ? Cette biochimie génétique, appelée le plus souvent – et à tort – biologie moléculaire, est actuellement en pleine expansion.
– Chez les êtres pluricellulaires, par quelles molécules et par quels mécanismes les différentes cellules peuvent-elles s'informer mutuellement, échanger des messages, élaborer des molécules leur permettant de résister à des agressions extérieures ? C'est le domaine de la biochimie de l'information cellulaire, éventuellement confondue avec l'endocrinologie et l'immunologie.
Biochimie structurale
La biochimie structurale nous apprend aujourd'hui que les êtres vivants sont constitués de quatre grandes catégories de molécules : les protéines, les glucides, les lipides et les acides nucléiques.
Les protéines, molécules de tailles très variables, sont formées de la combinaison de vingt molécules de petites tailles, les acides aminés : le premier isolé, l'asparagine, fut purifié dès 1906 par Vauquelin, alors que le dernier isolé, la thréonine, ne fut caractérisé qu'en 1935 par Rose. Les acides aminés sont synthétisés par les êtres vivants, à partir d'autres molécules, par des réactions chimiques aujourd'hui presque entièrement élucidées. Cependant, tous les êtres vivants ne peuvent synthétiser tous les acides aminés : c'est ainsi que l'homme a besoin que huit d'entre eux lui soient apportés par l'alimentation. Les protéines alimentaires fournissent ces acides aminés indispensables. Définies dès 1838 par Mulder, les protéines synthétisées par les êtres vivants sont extrêmement nombreuses. On ne connaît aujourd'hui qu'un petit nombre d'entre elles, et dans un nombre limité d'espèces animales ou végétales. Le problème posé par l'étude de la structure de ces protéines est relativement simplifié par le fait qu'il existe une parenté structurale – ou homologie – entre des protéines ayant la même fonction biologique mais provenant[...]
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Écrit par
- Pierre KAMOUN : professeur de biochimie à l'université René-Descartes, chef de service à l'hôpital Necker, Paris
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