Protéines

Du génotype au phénotype moléculaire

Du gène à la protéine
(Démarche proposée par Jacques Barrère, Lycée Paul Louis Courier, Tours)

De quoi dépend la fonction d'une molécule protéique ?

Ressources

Activités et résultats

Modèles

Visualiser en 3D des molécules protéiques (logiciel RASMOL ou RASTOP) : mettre en évidence le fait qu'une protéine a une forme particulière (structure spatiale)

Etablir une relations entre cette structure spatiale et la fonction de la molécule.

Découvrir la structure d'une protéine :

visualiser quelques acides aminés pour découvrir la notion d'acides aminés
visualiser un dipeptide pour découvrir la notion de liaison peptidique
afficher des liaisons hydrogène dans la molécule protéique pour comprendre la structure spatiale

Mettre en relation : séquences d'acides aminés de la protéine / configuration spatiale / fonction ou propriétés

Conclusion :

Les acides aminés sont les unités structurales de base des protéines :

Un acide aminé est constitué d'une fonction amine, d'un groupe carboxyle, d'un atome d'hydrogène et d'un groupe caractéristique R, tous liés à un atome de carbone alpha. Le groupe R est considéré comme une chaîne latérale.
Toutes les protéines de toutes les espèces, de la Bactérie à l'Homme, sont construites à partir du même groupe de 20 aminoacides. La remarquable étendue des fonctions dans lesquelles interviennent les protéines résulte de la diversité et de l'universalité de ces 20 types d'éléments fondamentaux.

Dans les protéines, le groupement carboxylique (-COOH) d'un acide aminé se lie au groupement amine (-NH2) d'un autre acide aminé par une liaison peptidique (également appelée amide). La formation d'un dipeptide à partir des 2 acides aminés s'accompagne de la perte d'une molécule d'eau.

On distingue fréquemment 4 niveaux de structure dans l'architecture des protéines :

La structure primaire est la séquence des acides aminés.
La structure secondaire est représentée par l'hélice alpha et le feuillet bêta.
La structure tertiaire se rapporte aux relations dans l'espace des différentes structures secondaires, hélices et feuillets.
Les protéines qui contiennent plus d'une chaîne polypeptidique présentent un niveau supplémentaire d'organisation : on parle de structure quaternaire.

La fonction d'une protéine dépend de sa structure spatiale, elle-même déterminée directement par sa séquence en acides aminés.

Institut national de recherche pédagogique