Macromolécules

Savoir ce que sont les macromolécules est une étape importante pour comprendre comment les nutriments sont absorbés et utilisés par les cellules. Le terme macromolécules signifie simplement de grosses molécules et fait référence à quatre composés différents, les glucides, les lipides, les protéines et les acides nucléiques. Chacun d’entre eux a une structure et une fonction uniques. Parlons d'abord des glucides.

Tous les glucides sont composés de carbone, d’hydrogène et d’oxygène. Ceux qui ont des structures simples sont appelés monosaccharides ou sucres. Les monosaccharides peuvent se joindre pour former des chaînes de glucides plus complexes appelées polysaccharides ou amidon. La forme normale de l'amidon ressemble à un ressort enroulé en raison des angles de liaison dans la chaîne polymère.

Le prochain type de macromolécule dont nous parlerons est la protéine. Les protéines sont construites à partir de chaînes d’acides aminés, des composés organiques qui ont chacun un groupe amino ou N-terminal à une extrémité et un groupe carboxyle, ou C-terminal à l’autre. Il existe 20 acides aminés standard et, bien qu’ils aient tous une structure de base similaire, chacun a une chaîne latérale unique connue sous le nom de groupe R. Différents acides aminés peuvent se lier pour former une chaîne reliée par des liaisons peptidiques et créer une protéine.

La dernière classe de macromolécules que nous examinerons est celle des lipides. Les types de lipides les plus courants sont les graisses, également appelées triglycérides car elles sont composées d’une molécule de glycérol reliée à trois chaînes d’acides gras.

Parlons maintenant de la détection de ces macromolécules en laboratoire. Le réactif de Benedict est couramment utilisé pour détecter les monosaccharides. Le réactif de Benedict est normalement bleu car il contient des ions cuivre sous forme de sulfate de cuivre. Ce sel métallique est un exemple d’agent oxydant. Les monosaccharides qui contiennent un groupe hémiacétal, comme le glucose, sont considérés comme des sucres réducteurs. Dans une solution aqueuse, les monosaccharides avec des groupes hémiacétals existent à la fois sous forme cyclique et sous forme de chaîne ouverte qui a un aldéhyde réactif. À partir de cet aldéhyde, un électron est transféré à l’ion cuivre II. Cela réduit l’ion cuivre II en ion cuivre I et oxyde le sucre réducteur. Parce que les ions cuivre I sont vus comme étant rouge rouille, la solution commencera à changer de couleur. En présence de petites quantités de monosaccharide, la solution passera au vert. Des concentrations plus élevées de monosaccharide entraîneront une réduction plus importante du cuivre et la couleur de la solution changera plus radicalement, devenant finalement un orange rougeâtre.

Les amidons peuvent être détectés à l’aide de l’indicateur d’iode normalement jaune-brun. Cet indicateur contient diverses espèces d’anions polyiodures telles que I-3 négatif, I-5 négatif et I-7 négatif. Les iodes chargés négativement dans chaque anion agissent comme des donneurs de charge tandis que les iodes neutres agissent comme des accepteurs de charge. Il s’agit d’un complexe de transfert de charge et les électrons de ces complexes sont facilement excités par la lumière à un niveau d’énergie plus élevé. La lumière est absorbée dans le processus et sa couleur complémentaire peut être vue par l’œil humain. Les absorptions des différentes espèces dans cette solution sont ce qui lui donne la couleur jaune-brun. Lorsqu’un amidon est ajouté, il forme un nouveau complexe de transfert de charge avec les anions polyiodures. L’amidon agissant comme un donneur de charge et le polyiodure comme un accepteur. Bien que les détails de la réaction ne soient pas connus, on pense que l’iode et l’amidon se combinent pour former un homopolymère polyiodure infini. Ce complexe absorbe la lumière d’une longueur d’onde différente, rendant la couleur de la solution bleu foncé.

Les protéines peuvent être détectées à l'aide du réactif de Biuret, une solution bleue qui contient des ions de cuivre mais se lie à l'azote présent dans les liaisons peptidiques, formant des complexes chélatés. Les complexes chélates impliquant trois à quatre liaisons peptidiques produisent une couleur violette, ce qui change la couleur de la solution. L’intensité de la couleur est directement liée à la concentration de la liaison peptidique. Plus la concentration est importante, plus la couleur violette sera intense.

Enfin, les lipides peuvent être détectés dans une solution à l’aide du test Sudan IV. Sudan IV est un colorant qui n’est pas soluble dans l’eau, mais il est soluble dans les lipides, donc lorsqu’il est ajouté à une solution contenant des lipides, il les colore en rouge.

Dans ce laboratoire, vous déterminerez quelles macromolécules se trouvent dans les solutions mystères fournies à l’aide de quatre réactifs indicateurs différents.