Protéine - Définition et Explications

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Introduction

Représentation schématique de la myoglobine. Cette protéine homologue de l'hémoglobine se lie au dioxygène au niveau des muscles. Elle est la première dont la structure est résolue par cristallographie et diffraction (La diffraction est le comportement des ondes lorsqu'elles rencontrent un obstacle qui ne leur est...) des rayons X par Max Perutz et John Kendrew.

Une protéine est une macromolécule (Une macromolécule est une très grande molécule. La notion de macromolécule a...) biologique composée par une ou plusieurs chaîne(s) d'acides aminés liés entre eux par des liaisons peptidiques. En général, on parle de protéine lorsque la chaîne (Le mot chaîne peut avoir plusieurs significations :) contient plus de 50 acides aminés, pour des tailles plus petites, on parle de peptide et de polypeptide, mais plus souvent simplement de « petite protéine ».

L'ordre dans lequel les acides aminés s'enchaînent est codé par le génome (Le génome est l'ensemble du matériel génétique d'un individu ou d'une...) et constitue la structure primaire de la protéine. La protéine se replie sur elle-même pour former des structures secondaires, dont les plus importantes quantitativement sont l'hélice (Hélice est issu d'un mot grec helix signifiant « spirale ». Un objet en forme...) alpha et le feuillet bêta, ce qui permet de créer des liaisons hydrogènes entre les atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut...) des carbones et d'azote (L'azote est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole N et de...) des deux liaisons peptidiques voisines. Puis, les différentes structures secondaires sont agencées les unes par rapport aux autres pour former la structure tertiaire, souvent renforcée par des ponts disulfure. Les forces qui gouvernent ce repliement sont les forces physiques classiques. Dans le cas des protéines formées par l'agencement de plusieurs chaînes, la structure quaternaire décrit l'orientation (Au sens littéral, l'orientation désigne ou matérialise la direction de l'Orient (lever du soleil...) relative des sous-unités les unes par rapport aux autres.

Il existe plusieurs protéines chaperon [chaperonnes] qui facilitent, voire sont nécessaires, au repliement des protéines vers l'état actif.

Le repliement des protéines fait l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans...) de recherches intenses dans le domaine de la biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant....) structurale, alliant les techniques de la biophysique (La biophysique est une discipline à l'interface de la physique et la biologie où les outils...) moléculaire et de la biologie cellulaire principalement. Le code qui permet de déduire la structure tertiaire à partir de la structure primaire reste à découvrir, s'il existe.

Les protéines sont les éléments essentiels de la vie (La vie est le nom donné :) de la cellule : elles ont un rôle structurel, comme l'actine, un rôle dans la motilité, comme la myosine ; elles ont un rôle catalytique (enzymes) ; elles ont un rôle de régulation (Le terme de régulation renvoie dans son sens concret à une discipline technique, qui se...) de la compaction de l'ADN (histones) ou d'expression des gènes (facteur de transcription), etc. En fait, l'immense majorité des fonctions cellulaires est assurée par des protéines.

Étymologie

Les protéines furent découvertes par le chimiste (Un chimiste est un scientifique qui étudie la chimie, c'est-à-dire la science de la...) néerlandais Gerhard Mulder (1802-1880). Le terme protéine vient du grec ancien prôtos qui signifie premier, essentiel. Ceci fait probablement référence au fait que les protéines sont indispensables à la vie et qu'elles constituent souvent la part majoritaire (≈60%) du poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la...) sec des cellules. Une autre théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer,...), voudrait que protéine fasse référence, comme l'adjectif protéiforme, au dieu grec Protée qui pouvait changer de forme à volonté. Les protéines adoptent en effet de multiples formes et assurent de multiples fonctions. Mais ceci ne fut découvert que bien plus tard, au cours du XXe siècle.

Structure

Les protéines sont des objets moléculaires dont la description précise introduit la notion de structures (de manière plus ou moins hiérarchique).

La fonction des protéines est conférée par leur structure tridimensionnelle, c'est-à-dire la manière dont les acides aminés sont agencés les uns par rapport aux autres dans l'espace. C'est la raison pour laquelle les méthodes de détermination des structures tridimensionnelles ainsi que les mesures de la dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il...) des protéines sont importantes et constituent un champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) très actif. En plus de ces méthodes expérimentales (Une des bases de la démarche scientifique est l'expérimentation, c'est-à-dire le recueil de...), de nombreuses études portent sur des méthodes informatiques de prédiction de la structure 3D à partir de la séquence.

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