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HISTOIRE DE LA BIOCHIMIE

Publié le 04/02/2019

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bonucléique des chromosomes, il est vérifié que l’ADN porte en soi les caractéristiques héréditaires des organismes vivants. Au seuil des années 1950, la structure de l’ADN est établie.

 

Quelques années plus tard, l’Américain Paul Zamecnik localise la synthèse des protéines dans les ribosomes. En 1953, le biologiste américain James Dewey Watson (né en 1928) et le biophysicien britannique Francis Crick (né en 1916) révèlent la configuration tridimensionnelle de l’ADN et dévoilent la forme bihélicoïdale de sa molécule. Restait à déterminer le code génétique. Marshall Warren Nirenberg (né en 1927) et H. Matthaei y parviennent en identifiant les premiers codons, qui codent le début et la fin du message génétique. Cette découverte est couronnée de succès quelques années plus tard, lorsque le code génétique est révélé dans son ensemble.

 

Ces avancées spectaculaires tracent de nouvelles voies dans la maîtrise du code génétique. La séquence des protéines peut être contrôlée en partie. Le chromosome humain commence à dévoiler ses secrets. La connaissance du patrimoine génétique et la manipulation des gènes, à des fins expérimentales, puis médicales, ouvrent la porte à une nouvelle discipline: la biologie génétique.

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 Max Delbruck (1906-1981) et les biologistes Timoféeff- Ressovsky et Zimmer, s’associent en 1935 pour étudier l’influence des radiations sur la drosophile. Ils posent les bases de la mutation et de la composition du gène. Ces travaux, qui se fondent sur les propriétés des molécules et donc sur l’implication des lois de la physique dans la génétique, vont donner lieu à de vastes spéculations sur la genèse du vivant et, surtout, sur les modalités de la reproduction. Les chercheurs tentent de percer le mystère de la perpétuation de la matière vivante. Les procédures expérimentales se développent au fur et à mesure qu’apparaissent de nouvelles théories explicatives.

 

Les sujets d’étude se multiplient. L’un consiste, par exemple, à comprendre comment, en moins d’une heure, le bactériophage se reproduit en plusieurs centaines d’exemplaires dans la cellule hôte de la bactérie. Ce sont Max Delbruck et Salvador Luria (1912-1991), deux bactériologistes américains, qui inaugurent en 1940 ces travaux. L’année suivante, deux Américains, George Wells Beadle (1903-1989) et Eward L. Tatum (1909-1975), découvrent une corrélation entre chaque gène et chaque enzyme. En 1944, grâce aux travaux du bactériologiste américain Oswald Theodor Avery (1877-1955) sur l’acide désoxyri-

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« � z u La biochimie diverses percées significatives: le premier détermine la structure des glucides et des protéines; Payen découvre la structure des enzymes; Persoz identifie en 1833 la composition de la «diastase>> (aujourd'hui appelée "enzyme»).

Les progrès, bien que lents, se succèdent.

En 1836, Schwann reconnaît la composition de la pepsine (une enzyme présente dans le suc gas­ trique).

Par la suite, plusieurs autres enzymes sont isolées, en particulier par Émile Bourquelot (185 1-1921).

Aujourd'hui, environ un millier d'enzymes sont connues.

Leur rôle dans la fer- LA CHIMIE DES GLUCIDES ET DES LIPIDES Les glucides et les lipides occupent une place importante dans la biochimie humaine: ·ils fournissent au corps 85% de ses appor ts énergétiques.

Les lipides ne peuvent être brû­ lés qu'en présence d'oxygène (réaction aéro­ bie}.

Les glucides brûlés en aérobie fournis­ sent une grande quantité d'énergie, mais ils peuvent être dégradés sans oxygène (réaction anaéobie} avec un rendement moindre.

La dégradation aérobique des lipides et des glu­ cides alimente le cycle cellulaire de Krebs qui concentre l'énergie sous forme d'ATP (adé­ nosine tri-phosphate}.

•les lipides entrent dans la composition des membranes cellulaires sous forme de phos­ pholipides ou de molécules complexes, les lipoprotéines.

Les acides gras insaturés (il leur manque de l'hydrogène}, non fabriqués par l'homme, sont indispensables au développe­ ment et à l'entretien des neurones.

•les glucides entrent dans la composition des glycoprotéines et des mucopolysaccharides, molécules complexes présentes notamment dans les cartilages articulaires.

mentation, puis dans tout le métabolisme, devient clair progressiv ement.

L'étude de la nature de la levure -organisme vivant -encourage de nou­ velles théories, qu'il reste à expérimenter et à codifier.

Les travaux sur les glucides (cellulose, sucres, amidon) commencent à porter des fruits.

La pre­ mière synthèse d'un mélange de sucres est réali­ sée en 1861 par le Russe Aleksandr Mikhaïlovitch Boutlerov (1828-1886).

Un quart de siècle plus tard, Oscar Loew et B.

Tollens parviennent en 1886 à produire du formaldéhyde.

À la même époque, Louis Pasteur bouleverse les théories existantes en établissant que la fermentation des sucres est due aux levures.

C'est aux frères Buch­ ner que l'on doit en 1897 la genèse de cette nou­ velle discipline en pleine formation qu'est la bio­ chimie.

En examinant le comportement de la fer­ mentation alcoolique chez la levure, ces deux savants démontrent que les réactions observées suivent les lois de la chimie.

Peu avant la fin du XIX" siècle, Eduard Buchner isole de la levure de bière un mélange d'enzymes: la zymase.

La chimie des protéines Au tournant du siècle, un autre précurseur de la biochimie, l'Allemand Albrecht Kossel (1853-1927) s'intéresse à la chimie du noyau cel­ lulaire et découvre J'existence des acides et des bases nucléiques.

On lui doit également la découverte de l'adénine, qui est un constituant essentiel de la cellule.

Plusieurs sucres naturels (glucose, fructose, mannose, etc.) sont synthéti­ sés en 1890 par le chimiste allemand Emil Fischer, qui utilise la glycérine.

Fischer va plus loin: il parvient à produire d'autres sucres artifi­ ciels et réussit à élucider le mystère de leur stéréochimie (organisation, dans les trois dimen­ sions de l'espace, des atomes d'une molécule).

Il établit également la chimie des protéines en .....

Tissus adipeux.

Ces cellules adipeuses, ou adipocytes, présentent une morphologie très ronde.

Les adipocytes ont pour rôle d'accumuler l'énergie sous la forme de graisses neutres et de les restituer à la demande de l'organisme.

démontrant que leur nature résulte de la combi­ naison d'une vingtaine de composants 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) LES APPLICATIONS DE LA BIOCHIMIE Dans l'organisme, toute la chimie est contrô­ lée par les enzymes, cibles privilégiées de nombreux médicaments récents: •les inhibiteurs d'enzymes de conversion lut­ tent contre l'hypertension artérielle en empê­ chant la transformation d'une hormone rénale, la rénine, en angiotensine.

•les inhibiteurs de I'HMG Co-A réductase empêchent la synthèse du cholestérol endo­ gène, en partie responsable des maladies cardio-vasculaires.

•l'inhibiteur d'alpha-glucosidase, utilisé chez les diabétiques, piège une enzyme qui facilite le passage de glucose digestif dans le sang.

•l'inhibiteur de la 5-alpha réductase diminue le volume d'un adénome (tumeur bénigne} de la prostate chez l'homme âgé.

•l'acétorphan, inhibiteur de l'enképhalinase digestive, diminue la sécrétion intestinale d'eau dans les diarrhées aiguës, sans paraly­ ser l'intestin.

D'autres médicaments sont nés de la compré­ hension de mécanismes biochimiques intimes, comme les inhibiteurs de la pompe à protons, qui ont révolutionné le traitement de l'hyperacidité gastrique et des ulcères.. »

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