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La biochimie (Sciences & Techniques)

Publié le 22/02/2012

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Après s'être penchée sur la nature des constituants chimiques de la matière vivante, la biochimie, resserrant le domaine de ses recherches, va se consacrer à l'étude des réactions chimiques et des transformations internes qui s'opèrent dans les cellules. La compréhension de l'architecture cellulaire des êtres vivants donne ensuite naissance à la biologie moléculaire. L'étude de la matière vivante, de ses composants ainsi que de ses transformations forment la base du développement de la biochimie, science récente puisqu'elle naît à la fin du XIXe siècle. La découverte de l'ammoniac en 1652 par le chimiste belge Jan Baptist Van Helmont (1579 - 1644) comme celle de plusieurs acides (tartrique, lactique...) par le chimiste suédois Carl Wilhelm Scheele (1742 - 1786) un siècle plus tard (entre 1771 et 1775) figurent parmi les premières ébauches qui permettent d'établir que la matière vivante est animée par des réactions chimiques internes. Restait à comprendre les processus et les régulations qui entraient en jeu dans ces réactions. En 1839, la théorie cellulaire formulée par le naturaliste allemand Theodor Schwann (1810 - 1882) suscite la curiosité des scientifiques et ouvre la porte à un nouveau champ d'investigation portant sur les phénomènes de dégradation et d'édification organiques. À mesure que, dans les sciences, s'organisent les fondements de la théorie mécaniste - selon laquelle la matière vivante est régie par les lois de la physique et de la chimie -, la philosophie vitaliste, postulant un principe immatériel (la "force vitale") inhérent à la vie et capable de générer spontanément un être vivant - est de plus en plus abandonnée.

« Il établit également la chimie des protéines en démontrant que leur nature résulte de la combinaison d'une vingtaine decomposants simples, les acides aminés, reliés entre eux par une liaison peptidique.

Son élève, Émile Abderhalden (1877 - 1950),reprend à son compte les travaux du maître et poursuit l'étude des protéines.

Il réussit notamment à synthétiser des polypeptides(chaînes comprenant plusieurs acides aminés) ayant une activité optique.

Helferich, se consacrant aux polysaccharides, opère lapremière synthèse d'un diholoside à partir de deux molécules d'hexoses, puis celle de la saponine. Plus tard, au cours du premier tiers du XXe siècle, le développement de la connaissance du carbone (molécule essentielle auxêtres vivants et indissociable du cycle de la vie) et des composés du carbone pose les fondements de la chimie organique.

Labiologie acquiert une rigueur scientifique qui lui manquait jusqu'alors.

Des substances inconnues faisant partie intégrante de lamatière vivante commencent à être répertoriées et analysées par centaines.

La compréhension de la composition chimique et dumétabolisme de ces substances s'élargit, même si les techniques d'investigation restent encore imprécises et incertaines. Se rapportant aux entités animées, les procédés d'analyses biochimiques se doivent d'être plus respectueux des conditions danslesquelles sont effectuées les observations.

Grâce aux progrès obtenus dans l'élaboration des protocoles d'étude et dans lafabrication des matériels de laboratoire, les pionniers de la biochimie moderne parviennent à obtenir des résultats remarquables,notamment sur la nature et l'importance des réactions enzymatiques. Le biochimiste américain James Batcheller Sumner (1887 - 1955) réussit en 1926 à obtenir la première cristallisation d'uneenzyme, l'uréase, et démontre la possibilité de l'existence d'une protéine. Les cycles cellulaires Peu avant le deuxième conflit mondial, l'Allemand R.

Schoenheimer et l'Américain D.

Rittenberg mettent à profit l'utilisation desisotopes pour pousser plus loin leur investigation dans l'univers de la molécule.

Grâce à une manipulation consistant à introduiredes isotopes radioactifs dans la molécule cellulaire, ils peuvent suivre la transformation métabolique de la cellule.

L'affinement decette technique d'observation conduit à mettre en évidence de nombreuses manifestations métaboliques au niveau cellulaire. Les cycles biochimiques commencent à être reconnus et identifiés.

Par exemple, le biochimiste britannique d'origine allemandeHans Adolf Krebs (1900 - 1981) réussit à formuler le processus cyclique qui conduit à la combustion du reste acétique danslaquelle il se forme du dioxyde de carbone et des enzymes réduites (processus connu sous le nom de "cycle de Krebs").

Plustard, le même chercheur mettra en évidence avec un collaborateur le cycle dit de Krebs-Henseleit, processus hépatique parlequel est biosynthétisée l'urée. Au début du XXe siècle, il est déjà acquis que les protéines sont des macromolécules formées de chaînes d'acides aminés.

Lacomposition de ces molécules étant connue, on envisage la possibilité de leur synthèse.

Une protéine, l'insuline humaine, révèle sastructure en 1953 grâce aux travaux du biochimiste britannique Frederick Sanger (né en 1918).

Cette longue suite ininterrompued'investigations dans l'univers biochimique de l'infiniment petit est facilitée par la maîtrise d'une technologie moderne, qui permet laréalisation d'appareils automatisés rendant possible l'analyse des acides aminés dans des macroprotéines.

L'avènement de labiotechnologie est marquée par la mise au point d'appareils destinés à fabriquer automatiquement des peptides.

Des techniquesde fabrication sont mises au point afin d'exploiter les processus biologiques en vue de fabriquer des produits utilisables commedes substances pharmaceutiques, des aliments, etc. Le biochimiste américain Linus Pauling (1901 - 1994) met à profit ses expériences sur les cristaux inorganiques pour comprendrela structure des macromolécules organiques.

Il formule la notion de l'enroulement des chaînes polypeptidiques constituant lastructure même des protéines.

En 1950, il expose la configuration hélicoïdale des protéines, enroulées comme une cordeconstituée de trois brins.

Ses travaux et ses découvertes, relatives notamment au rôle des vitamines et à l'action synthétique desenzymes, lui valent d'être couronné par le jury du prix Nobel en 1954. Les secrets du code génétique L'importance de la biochimie apparaît avec la découverte de l'ADN et de son rôle génétique.

Trois chercheurs, le physicien MaxDelbruck (1906 - 1981) et les biologistes Timoféeff Ressovsky et Zimmer, s'associent en 1935 pour étudier l'influence desradiations sur la drosophile.

Ils posent les bases de la mutation et de la composition du gène.

Ces travaux, qui se fondent sur lespropriétés des molécules et donc sur l'implication des lois de la physique dans la génétique, vont donner lieu à de vastesspéculations sur la genèse du vivant et, surtout, sur les modalités de la reproduction.

Les chercheurs tentent de percer le mystèrede la perpétuation de la matière vivante.

Les procédures expérimentales se développent au fur et à mesure qu'apparaissent de. »

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