3.21:

3.21: ATP et synthèse des macromolécules

ATP and Macromolecule Synthesis

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Cell Biology

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JoVE Core Cell Biology

ATP and Macromolecule Synthesis

3.14: Turnover Number and Catalytic Efficiency

3.22: Coupled Reactions

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01:28 min

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April 30, 2023

Overview

Biological macromolecules are organic compounds, predominantly composed of carbon atoms. The carbon atoms are covalently bonded with hydrogen, oxygen, nitrogen, and other minor elements. There are four major biological macromolecule classes: carbohydrates, lipids, proteins, and nucleic acids.

Most macromolecules are composed of single subunits, or building blocks, called monomers. The monomers combine with each other using covalent bonds to form larger molecules known as polymers.

Conversion of monomers into polymers is an energetically intensive process. Therefore, cells rely on ATP, the energy currency of the cell, to power these biochemical processes. For example, during the conversion of glucose into glycogen, ATP is hydrolyzed into ADP and inorganic phosphate (Pi), and releases free energy. The released inorganic phosphate binds to glucose and converts it into glucose 6-phosphate which is required for glycogen synthesis.

This cycle of ATP continuously breaking down into ADP repeats to power all life's processes. Like a rechargeable battery, ADP is continuously regenerated into ATP by the reattachment of a third phosphate group.

Transcript

Les macromolécules telles que les protéines, les polynucléotides, les glucides et les lipides sont des polymères d’acides aminés, de nucléotides, de monosaccharides et d’acides gras.

Étant donné que la synthèse de ces macromolécules est énergétiquement défavorable, l’énergie libérée par l’hydrolyse de l’ATP, un processus exergonique favorable, est utilisée pour alimenter ces réactions.

Par exemple, lors de la synthèse en chaîne polynucléotidique, les phosphates terminaux de deux molécules d’ATP sont libérés par hydrolyse. Ces phosphates sont ensuite transférés en nucléoside monophosphate, le convertissant en un intermédiaire à haute énergie appelé nucléoside triphosphate.

Cet intermédiaire se fixe à l’extrémité croissante de la chaîne polynucléotidique en libérant du pyrophosphate.

La synthèse des polymères peut être orientée de deux manières. Dans le cas des lipides et des protéines, la synthèse se produit par polymérisation de la tête, où la liaison réactive nécessaire à la réaction de condensation est transportée jusqu’à la fin du polymère en croissance. Chaque monomère apporte la liaison réactive, nécessaire à l’addition du monomère suivant.

Dans la polymérisation de la queue, comme on le voit dans la synthèse des polynucléotides et des glucides, la liaison réactive est portée par le monomère entrant et est utilisée immédiatement pour sa propre addition.

Key Terms and definitions

Learning Objectives

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