Qu’est-ce qu’une protéine ?

Tous les êtres vivants sont constitués de molécules. Ainsi, l’eau qui compose notre corps à presque 70% est une molécule. Les molécules sont des assemblages d’au moins deux atomes. L’eau est donc une “petite” molécule puisqu’elle est composée d’un atome d’oxygène et de deux atomes d’hydrogène.
Mais que contiennent les 30% restants de notre corps ?

Ces 30 % restants sont des molécules en général de plus grande taille que l’eau et que l’on appelle des polymères, du grec poly=plusieurs mères=parties. En effet, ils sont composés de plusieurs molécules reliées ensemble pour former une chaîne. Et la moitié de ces 30 %, c’est à dire 15 % de notre corps, sont des protéines. 

Les protéines sont des assemblages d’acides aminés. Il existe des milliers de protéines avec des formes et des fonctions différentes. Mais toutes participent au bon fonctionnement de notre organisme. Par exemple, certaines aident à digérer la nourriture, d’autres permettent de transporter l’oxygène dans notre sang et enfin des protéines sont aussi nécessaires pour fabriquer les protéines !

 

Tout d’abord qu’est-ce qu’une protéine ?

Les protéines sont des molécules que l’on trouve chez tous les êtres vivants (et chez les virus). Elles sont produites en assemblant plusieurs éléments nommés “acides aminés”. Dans la nature, on peut trouver des millions de différents acides aminés. Cependant, seuls une vingtaine sont présents chez les êtres vivants.

Les acides aminés sont des molécules toutes composées à la fois de la même partie acide et de la même partie basique aussi appelée amine (l’inverse de l’acide). Ils se distinguent néanmoins par la partie nommée chaîne latérale attachée à un carbone, en violet dans l’image ci-dessous.

Ici on te montre à quoi ressemble un acide aminé. Ce qui est important c’est qu’on en trouve une vingtaine dans notre corps. On arrive à les distinguer entre eux selon ce qui il y a dans la partie violette.

 

Comme dit un peu plus haut, les protéines sont un assemblage d’acides aminés. On assemble les acides aminés en “imbriquant” leur partie basique à la partie acide. Un peu comme un bracelet de perles qui auraient des couleurs différentes. Imagine si tu pouvais faire des bracelets avec vingt couleurs différentes ! Des milliers de possibilités s’offrent à toi selon l’ordre des perles, leurs couleurs et le nombre que tu choisis.

Une autre chose importante à savoir en ce qui concerne les protéines est qu’elles bougent ! Les acides aminés vont s’attirer ou se repousser entre eux selon leur nature chimique. Cela entraîne un mouvement de la protéine, du bracelet, qui va par exemple se replier en boule. La composition de la protéine détermine la forme dans l’espace que va prendre le bracelet d’acides aminés, la structure de la protéine. 

La protéine : une séquence d’acides aminés comme un bracelet, composé de perles d’acide aminés. Ce bracelet prend une forme en trois dimensions plus ou moins rigide et différente selon sa composition.

 

Pourquoi est-ce important ? Parce que la structure détermine la fonction de la protéine. En effet, ce que tu peux faire avec un ballon tout rond, tu ne peux pas le faire avec un dé ! Dans notre corps, c’est pareil, une protéine en forme de boule va par exemple pouvoir stocker et protéger des éléments en son centre.

Cette toute petite boule  (une dizaine de nanomètres de diamètre) est composée de 24 protéines identiques et permet de stocker du fer en son centre.

 

 

A quoi servent les protéines ?

Les protéines peuvent avoir différentes fonctions pour les humains. Elles participent à la structure de la cellule, comme un élément de charpente, ou accélèrent des réactions chimiques. Elles réparent les cellules, font que nos muscles se contractent, reconnaissent des invasions par des éléments étrangers et mobilisent les forces de défense en cas d’infection. D’autres encore transportent des nutriments comme l’hémoglobine transporte l’oxygène.
Tu l’auras compris, les protéines sont actives et essentielles partout dans notre corps.

Plusieurs formes de protéines sont ici représentées. La forme détermine la fonction. Elles peuvent donc avoir de nombreuses fonctions et tailles différentes (si tu cliques sur l’image, tu tomberas sur un site avec la même image interactive et la description des différentes protéines et de leurs fonctions)

 

Mais les protéines sont aussi présentes chez les autres êtres vivants et chez les virus.
Ainsi, le coronavirus peut attaquer notre corps grâce à la protéine S comme Spike (pic en anglais). 

En effet cette protéine se trouve à la surface du virus, c’est elle qui forme une des pointes de la couronne qui donne son nom au virus.
Sa structure est très importante car elle lui permet de s’accrocher à nos cellules, comme une clé dans une serrure. Une fois accroché, le virus peut alors s’introduire et se multiplier.  

Maintenant que les chercheurs savent à quoi ressemble la protéine Spike, ils peuvent concevoir des traitements et/ou des vaccins qui permettent de s’attacher à ses pointes. Le virus serait alors pris au piège ! C’est aussi ce que fait notre corps pour guérir : trouver et fabriquer des protéines qui vont se fixer sur les protéines Spike pour les bloquer.

 

Comment produit-on des protéines ?

Dans un article précédent sur les OGM, on t’a parlé de l’ADN contenu dans toutes nos cellules : “Cet ADN est comme un manuel d’instructions qui contient toute l’information nécessaire pour que la plante ou l’animal en question fonctionne correctement”. C’est en effet dans l’ADN que l’on trouve la recette de fabrication de nos protéines. Cette information est transmise à des machines moléculaires, qu’on appelle des ribosomes, qui l’utilisent pour fabriquer les protéines en assemblant des acides aminés dans l’ordre indiqué.

Ces machines moléculaires sont elles-aussi de grands assemblages de molécules et de protéines, contenant des milliers d’atomes ! C’est bizarre mais cela fait partie des mystères de la vie.

Pour fabriquer les protéines, notre corps a bien sûr besoin d’acides aminés. Parmi les vingts acides aminés, 8 doivent nécessairement être récupérés dans la nourriture que l’on ingère. C’est ce qu’on appelle les acides aminés essentiels que l’on trouve dans les viandes, légumineuses et céréales. 

 

Le mot de la fin

En résumé, les protéines sont comme des bracelets de perles, produites par nos cellules grâces aux perles d’acides aminés dont certains proviennent de notre nourriture. Ces bracelets sont ensuite utilisés pour la plupart des fonctionnalités essentielles de notre organisme. 

Voici une vidéo de l’Esprit Sorcier qui explique ce qu’est une protéine et fait le lien avec ce que nous devons manger pour pouvoir faire fonctionner notre organisme.

 

Pour les plus grands (lycée), voici une présentation plus détaillée de quelques protéines importantes. 

Et en anglais, un article du New York Times qui décrit toutes les protéines que l’on trouve chez le coronavirus

Auteures: Ioanna Stefani et  Emilie Neveu

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