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Plus près de la molécule

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Manipulation virtuelle d’une molécule à l’intérieur d’une protéine (© Inria/Lebedinsky C.)

Plus près de la molécule

Les protéines sont des macromolécules dont les fonctions sont très variées et dépendent principalement de leur structure. Elles assurent la formation des tissus, le transport des molécules, la défense de l’organisme, etc. En examinant la forme des molécules, on comprend la complexité d’envisager comment deux molécules peuvent ou non interagir. En effet, les atomes peuvent mettre en commun des électrons en formant une liaison dite « covalente » : c’est ainsi que se forme une molécule. Mais chaque atome a une capacité plus ou moins grande à attirer à lui les électrons : par exemple la molécule d’eau, non linéaire, présente un faible déséquilibre des charges électriques, légèrement négatives sur l’oxygène, et légèrement positives sur les deux atomes d’hydrogène.Une telle molécule est dite « polaire » : elle attire à elle d’autres molécules polaires, ensemble elles peuvent former une liaison « hydrogène » (dix fois plus fragile que la liaison covalente). Il est donc primordial de modéliser les protéines et les molécules que l’on souhaite implanter. Sur cette photo, une petite molécule est manipulée dans la cavité d’une protéine afin de trouver sa position optimale grâce à un bras à retour d’effort : l’utilisateur manie la molécule à l’intérieur de la protéine et reçoit une information (par exemple lorsqu’une liaison hydrogène s’établit).

Les applications sont multiples : trouver des médicaments, utiliser des hormones de croissance chez les animaux ou les végétaux, comprendre le système de reconnaissance d’une protéine avec son environnement, déformer la protéine pour qu’elle ne soit pas attaquée par un virus ou pour y faire pénétrer une molécule, etc.

Dans les programmes

Sciences de la vie et de la Terre

Collège

  • Risque infectieux et protection de l’organisme
    Après contamination, les microorganimes se multiplient au sein de l’organisme : c’est l’infection.

Lycée

  • Membrane, hormone, génome, protéine, diabète
  • Virus, sida, immunologie
  • TPE : Modèles, modélisation
  • TPE : Avancées scientifiques et réalisations techniques

Physique

Collège

  • Une description moléculaire pour comprendre
    Percevoir la différence entre réalité et simulation.

Lycée

  • La liaison covalente
  • Géométrie de la molécule
  • Caractère dipolaire d’une molécule
  • Solvatation des ions
  • Acide aminé
  • Liaison peptidique