étude des réactions chimiques au sein du vivant

Biochimie

Biochimie

La biochimie est l'étude des <a href="/fr/Réaction_chimique" title="Réaction chimique" class="wl">réactions chimiques</a> qui se déroulent au sein des <a href="/fr/Organisme_(physiologie)" title="Organisme (physiologie)" class="wl">êtres vivants</a>, et notamment dans les <a href="/fr/Cellule_(biologie)" title="Cellule (biologie)" class="wl">cellules</a>. La complexité des processus chimiques <a href="/fr/Biologie" title="Biologie" class="wl">biologiques</a> est contrôlée à travers la <a href="/fr/Signalisation_cellulaire" title="Signalisation cellulaire" class="wl">signalisation cellulaire</a> et les transferts d'<a href="/fr/Enthalpie_libre" title="Enthalpie libre" class="wl">énergie</a> au cours du <a href="/fr/Métabolisme" title="Métabolisme" class="wl">métabolisme</a>. Depuis un demi-siècle, la biochimie est parvenue à rendre compte d'un nombre considérable de processus biologiques, au point que pratiquement tous les domaines de la biologie, depuis la <a href="/fr/Botanique" title="Botanique" class="wl">botanique</a> jusqu'à la <a href="/fr/Médecine" title="Médecine" class="wl">médecine</a>, sont aujourd'hui engagés dans la recherche biochimique, voire <a href="/fr/Biotechnologie" title="Biotechnologie" class="wl">biotechnologique</a>. L'objectif principal de la biochimie de nos jours est de comprendre, en intégrant les données obtenues au niveau moléculaire, comment les <a href="/fr/Biomolécule" title="Biomolécule" class="wl">biomolécules</a> et leurs interactions génèrent les structures et les processus biologiques observés dans les cellules, ouvrant la voie à la compréhension des organismes dans leur ensemble. Dans ce cadre, la <a href="/fr/Chimie_supramoléculaire" title="Chimie supramoléculaire" class="wl">chimie supramoléculaire</a> s'intéresse aux <a href="/fr/Complexe_(biologie)" title="Complexe (biologie)" class="wl">complexes moléculaires</a> tels que les <a href="/fr/Organite" title="Organite" class="wl">organites</a>, qui constituent un niveau d'organisation de la matière vivante intermédiaire entre les molécules et les cellules.

<figure class="mw-default-size wiki-thumb"><a href="/fr/Fichier:Neuraminidase_Ribbon_Diagram.jpg" class="mw-file-description image media-thumb" data-hash="Fichier:Neuraminidase_Ribbon_Diagram.jpg"><img loading="lazy" src="//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/27/Neuraminidase_Ribbon_Diagram.jpg/220px-Neuraminidase_Ribbon_Diagram.jpg" decoding="async" data-file-width="810" data-file-height="1024" data-file-type="bitmap" height="278" width="220" srcset="//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/27/Neuraminidase_Ribbon_Diagram.jpg/330px-Neuraminidase_Ribbon_Diagram.jpg 1.5x, //upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/27/Neuraminidase_Ribbon_Diagram.jpg/440px-Neuraminidase_Ribbon_Diagram.jpg 2x" alt="Neuraminidase_Ribbon_Diagram.jpg"></a><figcaption>Représentation tridimensionnelle de la <a href="/fr/Neuraminidase" title="Neuraminidase" class="wl">neuraminidase</a>. Les coordonnées des <a href="/fr/Atome" title="Atome" class="wl">atomes</a> ont été obtenues par <a href="/fr/Cristallographie_aux_rayons_X" title="Cristallographie aux rayons X" class="wl">cristallographie aux rayons X</a> sur un échantillon de protéine <a href="/fr/Cristal" title="Cristal" class="wl">cristallisée</a>.</figcaption></figure>
<figure class="mw-default-size wiki-thumb"><a href="/fr/Fichier:Schematic_relationship_between_biochemistry,_genetics_and_molecular_biology.svg" class="mw-file-description image media-thumb" data-hash="Fichier:Schematic_relationship_between_biochemistry,_genetics_and_molecular_biology.svg"><img loading="lazy" src="//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/25/Schematic_relationship_between_biochemistry%2C_genetics_and_molecular_biology.svg/220px-Schematic_relationship_between_biochemistry%2C_genetics_and_molecular_biology.svg.png" decoding="async" data-file-width="906" data-file-height="875" data-file-type="drawing" height="212" width="220" srcset="//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/25/Schematic_relationship_between_biochemistry%2C_genetics_and_molecular_biology.svg/330px-Schematic_relationship_between_biochemistry%2C_genetics_and_molecular_biology.svg.png 1.5x, //upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/25/Schematic_relationship_between_biochemistry%2C_genetics_and_molecular_biology.svg/440px-Schematic_relationship_between_biochemistry%2C_genetics_and_molecular_biology.svg.png 2x" alt="Schematic_relationship_between_biochemistry%2C_genetics_and_molecular_biology.svg"></a><figcaption><abbr class="abbr indicateur-langue" about="#mwt1" typeof="mw:Transclusion" data-mw="{&quot;parts&quot;:[{&quot;template&quot;:{&quot;target&quot;:{&quot;wt&quot;:&quot;en&quot;,&quot;href&quot;:&quot;./Modèle:En&quot;},&quot;params&quot;:{},&quot;i&quot;:0}}]}">(en)</abbr> Relations schématiques entre la biochimie, la <a href="/fr/Génétique" title="Génétique" class="wl">génétique</a> et la <a href="/fr/Biologie_moléculaire" title="Biologie moléculaire" class="wl">biologie moléculaire</a>.</figcaption></figure>

La biochimie s'intéresse en particulier aux structures, aux fonctions et aux interactions des <a href="/fr/Macromolécule" title="Macromolécule" class="wl">macromolécules</a> biologiques telles que les <a href="/fr/Glucide" title="Glucide" class="wl">glucides</a>, les <a href="/fr/Lipide" title="Lipide" class="wl">lipides</a>, les <a href="/fr/Protéine" title="Protéine" class="wl">protéines</a> et les <a href="/fr/Acide_nucléique" title="Acide nucléique" class="wl">acides nucléiques</a>, qui constituent les structures cellulaires et réalisent de nombreuses fonctions biologiques. La chimie cellulaire dépend également de <a href="/fr/Petite_molécule" title="Petite molécule" class="wl">molécules plus petites</a> et d'<a href="/fr/Ion" title="Ion" class="wl">ions</a>. Ces derniers peuvent être <a href="/fr/Composé_inorganique" title="Composé inorganique" class="wl">inorganiques</a>, par exemple l'<a href="/fr/Ion_hydronium" title="Ion hydronium" class="wl">ion hydronium</a> H3O+, l'<a href="/fr/Hydroxyle" title="Hydroxyle" class="wl">hydroxyle</a> OH− ou des <a href="/fr/Cation" title="Cation" class="wl">cations</a> <a href="/fr/Métal" title="Métal" class="wl">métalliques</a>, ou bien <a href="/fr/Composé_organique" title="Composé organique" class="wl">organiques</a>, comme les <a href="/fr/Acide_aminé" title="Acide aminé" class="wl">acides aminés</a> qui constituent les protéines. Ces <a href="/fr/Espèce_chimique" title="Espèce chimique" class="wl">espèces chimiques</a> sont essentiellement constituées d'<a href="/fr/Hydrogène" title="Hydrogène" class="wl">hydrogène</a>, de <a href="/fr/Carbone" title="Carbone" class="wl">carbone</a>, d'<a href="/fr/Oxygène" title="Oxygène" class="wl">oxygène</a> et d'<a href="/fr/Azote" title="Azote" class="wl">azote</a>&nbsp;; les lipides et les acides nucléiques contiennent en plus du <a href="/fr/Phosphore" title="Phosphore" class="wl">phosphore</a>, tandis que les protéines contiennent du <a href="/fr/Soufre" title="Soufre" class="wl">soufre</a> et que les ions et certains <a href="/fr/Cofacteur_(biochimie)" title="Cofacteur (biochimie)" class="wl">cofacteurs</a> sont constitués ou comprennent des <a href="/fr/Oligoélément" title="Oligoélément" class="mw-redirect wl">oligoéléments</a> tels que le <a href="/fr/Fer" title="Fer" class="wl">fer</a>, le <a href="/fr/Cobalt" title="Cobalt" class="wl">cobalt</a>, le <a href="/fr/Cuivre" title="Cuivre" class="wl">cuivre</a>, le <a href="/fr/Zinc" title="Zinc" class="wl">zinc</a>, le <a href="/fr/Molybdène" title="Molybdène" class="wl">molybdène</a>, l'<a href="/fr/Iode" title="Iode" class="wl">iode</a>, le <a href="/fr/Brome" title="Brome" class="wl">brome</a> et le <a href="/fr/Sélénium" title="Sélénium" class="wl">sélénium</a>.

Les résultats de la biochimie trouvent des applications dans de nombreux domaines tels que la <a href="/fr/Médecine" title="Médecine" class="wl">médecine</a>, la <a href="/fr/Diététique" title="Diététique" class="wl">diététique</a> ou encore l'<a href="/fr/Agriculture" title="Agriculture" class="wl">agriculture</a>&nbsp;; en médecine, les biochimistes étudient les causes des maladies et les traitements susceptibles de les soigner&nbsp;; les <a href="/fr/Nutritionniste" title="Nutritionniste" class="mw-redirect wl">nutritionnistes</a> utilisent les résultats de la biochimie pour concevoir des <a href="/fr/Régime_alimentaire" title="Régime alimentaire" class="wl">régimes alimentaires</a> sains tandis que la compréhension des mécanismes biochimiques permet de comprendre les effets des <a href="/fr/Carence_alimentaire" title="Carence alimentaire" class="mw-redirect wl">carences alimentaires</a>&nbsp;; appliquée à l'<a href="/fr/Agronomie" title="Agronomie" class="wl">agronomie</a>, la biochimie permet de concevoir des <a href="/fr/Engrais" title="Engrais" class="wl">engrais</a> adaptés aux différents types de <a href="/fr/Culture_(agriculture)" title="Culture (agriculture)" class="wl">cultures</a> et de <a href="/fr/Sol_(pédologie)" title="Sol (pédologie)" class="wl">sols</a> ainsi que d'optimiser le rendement des cultures, le stockage des <a href="/fr/Récolte" title="Récolte" class="wl">récoltes</a> et l'élimination des <a href="/fr/Parasitisme" title="Parasitisme" class="wl">parasites</a>.

On prête à <a href="/fr/Carl_Neuberg" title="Carl Neuberg" class="wl">Carl Neuberg</a> l'introduction de ce terme en 1903 à partir de racines grecques, mais ce terme circulait déjà en Europe depuis la fin du <a href="/fr/XIXe_siècle" title="XIXe siècle" class="wl"><abbr class="abbr">XIXe</abbr>&nbsp;siècle</a>. Avec la <a href="/fr/Biologie_moléculaire" title="Biologie moléculaire" class="wl">biologie moléculaire</a> et la <a href="/fr/Biologie_cellulaire" title="Biologie cellulaire" class="wl">biologie cellulaire</a>, la biochimie est l'une des <a href="/fr/Discipline_(spécialité)" title="Discipline (spécialité)" class="wl">disciplines</a> qui étudient le fonctionnement du vivant. Elle recouvre elle-même plusieurs branches, telles que la <a href="/fr/Bioénergétique" title="Bioénergétique" class="wl">bioénergétique</a>, qui étudie les transferts d'énergie chimique au sein des êtres vivants, l'<a href="/fr/Enzymologie" title="Enzymologie" class="wl">enzymologie</a>, qui étudie les <a href="/fr/Enzyme" title="Enzyme" class="wl">enzymes</a> et les réactions qu'elles <a href="/fr/Catalyse" title="Catalyse" class="wl">catalysent</a>, ou encore la <a href="/fr/Biologie_structurale" title="Biologie structurale" class="wl">biologie structurale</a>, qui s'intéresse aux relations entre les fonctions biochimiques des molécules et leur structure tridimensionnelle.

La biochimie est l'étude des réactions chimiques qui se déroulent au sein des êtres vivants, et notamment dans les cellules. La complexité des processus chimiques biologiques est contrôlée à travers la signalisation cellulaire et les transferts d'énergie au cours du métabolisme. Depuis un demi-siècle, la biochimie est parvenue à rendre compte d'un nombre considérable de processus biologiques, au point que pratiquement tous les domaines de la biologie, depuis la botanique jusqu'à la médecine, sont aujourd'hui engagés dans la recherche biochimique, voire biotechnologique. L'objectif principal de la biochimie de nos jours est de comprendre, en intégrant les données obtenues au niveau moléculaire, comment les biomolécules et leurs interactions génèrent les structures et les processus biologiques observés dans les cellules, ouvrant la voie à la compréhension des organismes dans leur ensemble. Dans ce cadre, la chimie supramoléculaire s'intéresse aux complexes moléculaires tels que les organites, qui constituent un niveau d'organisation de la matière vivante intermédiaire entre les molécules et les cellules. La biochimie s'intéresse en particulier aux structures, aux fonctions et aux interactions des macromolécules biologiques telles que les glucides, les lipides, les protéines et les acides nucléiques, qui constituent les structures cellulaires et réalisent de nombreuses fonctions biologiques. La chimie cellulaire dépend également de molécules plus petites et d'ions. Ces derniers peuvent être inorganiques, par exemple l'ion hydronium H3O+, l'hydroxyle OH− ou des cations métalliques, ou bien organiques, comme les acides aminés qui constituent les protéines. Ces espèces chimiques sont essentiellement constituées d'hydrogène, de carbone, d'oxygène et d'azote ; les lipides et les acides nucléiques contiennent en plus du phosphore, tandis que les protéines contiennent du soufre et que les ions et certains cofacteurs sont constitués ou comprennent des oligoéléments tels que le fer, le cobalt, le cuivre, le zinc, le molybdène, l'iode, le brome et le sélénium. Les résultats de la biochimie trouvent des applications dans de nombreux domaines tels que la médecine, la diététique ou encore l'agriculture ; en médecine, les biochimistes étudient les causes des maladies et les traitements susceptibles de les soigner ; les nutritionnistes utilisent les résultats de la biochimie pour concevoir des régimes alimentaires sains tandis que la compréhension des mécanismes biochimiques permet de comprendre les effets des carences alimentaires ; appliquée à l'agronomie, la biochimie permet de concevoir des engrais adaptés aux différents types de cultures et de sols ainsi que d'optimiser le rendement des cultures, le stockage des récoltes et l'élimination des parasites. 