Synthèse de déshydratation

La plupart des macromolécules sont fabriquées à partir de sous-unités simples, ou blocs de construction, appelés monomères. Les monomères se combinent les uns avec les autres via des liaisons covalentes pour former des molécules plus grandes appelées polymères. Ce faisant, les monomères libèrent des molécules d’eau en tant que sous-produits. Ce type de réaction est connu sous le nom de synthèse de déshydratation, ce qui signifie « mettre ensemble tout en perdant de l’eau. « Il est également considéré comme une réaction de condensation puisque deux molécules sont condensées en une molécule plus grande avec la perte d’une molécule plus petite (l’eau.)

Dans une réaction de synthèse de déshydratation entre deux monomères non ionisés, tels que les sucres monosaccharidiques, l’hydrogène d’un monomère se combine avec le groupe hydroxyle d’un autre monomère, libérant une molécule d’eau dans le processus. L’élimination d’un hydrogène d’un monomère et l’élimination d’un groupe hydroxyle de l’autre monomère permettent aux monomères de partager des électrons et de former une liaison covalente. Ainsi, les monomères qui sont réunis sont déshydratés pour permettre la synthèse d’une molécule plus grande.

Lorsque les monomères sont ionisés, comme c’est le cas avec les acides aminés dans un environnement aqueux comme le cytoplasme, deux hydrogènes de l’extrémité chargée positivement d’un monomère sont combinés avec un oxygène de l’extrémité chargée négativement d’un autre monomère, formant à nouveau de l’eau, qui est libérée en tant que produit secondaire, et joignant à nouveau les deux monomères avec une liaison covalente.

Lorsque des monomères supplémentaires se joignent via de multiples réactions de synthèse de déshydratation, la chaîne de monomères répétés commence à former un polymère. Différents types de monomères peuvent se combiner dans de nombreuses configurations, donnant naissance à un groupe diversifié de macromolécules. Trois des quatre grandes classes de macromolécules biologiques (glucides complexes, acides nucléiques et protéines) sont composées de monomères qui se rejoignent par des réactions de synthèse de déshydratation. Les glucides complexes sont formés à partir de monosaccharides, les acides nucléiques sont formés à partir de mononucléotides et les protéines sont formées à partir d’acides aminés.

Il existe une grande diversité dans la manière dont les monomères peuvent se combiner pour former des polymères. Par exemple, les monomères de glucose sont les constituants de l’amidon, du glycogène et de la cellulose. Ces trois sont des polysaccharides, classés comme glucides, qui se sont formés à la suite de multiples réactions de synthèse de déshydratation entre les monomères du glucose. Cependant, la manière dont les monomères de glucose s’assemblent, en particulier la localisation des liaisons covalentes entre les monomères connectés et l’orientation (stéréochimie) des liaisons covalentes, conduit à ces trois polysaccharides différents avec des propriétés et des fonctions variables. Dans les acides nucléiques et les protéines, la localisation et la stéréochimie des liaisons covalentes reliant les monomères ne varient pas d’une molécule à l’autre, mais les multiples types de monomères (cinq monomères différents dans les acides nucléiques, les mononucléotides A, G, C, T et U; 21 monomères d’acides aminés différents dans les protéines) sont combinés dans une grande variété de séquences. Chaque protéine ou acide nucléique avec une séquence différente est une molécule différente avec des propriétés différentes.