La chimie organique est la branche de la chimie qui étudie les composés contenant principalement du carbone. Pendant longtemps, les scientifiques pensaient que ces substances ne pouvaient être produites que par les êtres vivants. Aujourd'hui, on sait qu'elles peuvent aussi être fabriquées en laboratoire ou dans l'industrie, mais elles restent au cœur du fonctionnement de la vie.

Les composés organiques sont donc des molécules constituées principalement d'atomes de carbone et d'hydrogène. Ils peuvent également contenir d'autres éléments comme l'oxygène, l'azote, le soufre ou le phosphore.

Le carbone possède une propriété particulière : il peut former quatre liaisons avec d'autres atomes. Il peut donc s'associer à lui-même pour créer des chaînes longues, des ramifications ou des cycles. Il peut également se lier facilement à d'autres éléments comme l'hydrogène, l'oxygène, l'azote, le soufre ou le phosphore. Cette capacité permet la formation d'un très grand nombre de molécules différentes et des nouvelles sont encore découvertes ou créées chaque année.

Les principales familles de composés organiques

• Les hydrocarbures : composés uniquement de carbone et d'hydrogène, comme le méthane, l'essence ou le pétrole.
• Les alcools : molécules contenant un groupe particulier appelé groupe hydroxyle (-OH), comme l'éthanol présent dans l'alcool.
• Les glucides : molécules comme le glucose ou le saccharose, utilisées notamment comme source d'énergie par les êtres vivants.
• Les lipides : molécules présentes dans les graisses et les huiles, utilisées comme réserves d'énergie et constituants des cellules.
• Les protéines : grandes molécules formées d'acides aminés, indispensables au fonctionnement des organismes vivants.
• Les polymères : longues chaînes de molécules répétées, comme les plastiques ou certaines fibres.

Les composés organiques dans la nature

La matière vivante est principalement constituée de composés organiques. Les plantes fabriquent des molécules organiques grâce à la photosynthèse. Les animaux utilisent ensuite ces molécules pour produire de l'énergie, construire leurs cellules ou assurer leur fonctionnement.

Les composés organiques fabriqués par l'homme

Les chimistes savent aujourd'hui fabriquer de nombreux composés organiques. Ils sont utilisés dans les médicaments, les carburants, les plastiques, les colorants, les parfums ou les cosmétiques.

La chimie organique étudie donc les molécules contenant du carbone et leurs transformations.

Des molécules essentielles du vivant

Les protéines sont de grandes molécules organiques présentes dans toutes les cellules. Elles jouent des rôles essentiels dans les êtres vivants : elles participent à la construction des tissus, aux réactions chimiques, aux défenses de l'organisme et à de nombreux échanges entre les cellules.

Les protéines sont constituées d'un assemblage de petites molécules appelées acides aminés. Il existe une vingtaine d'acides aminés principaux qui peuvent s'associer dans des milliers de combinaisons différentes pour former des protéines aux propriétés variées.

Une structure précise

Une protéine n'est pas une simple chaîne d'acides aminés. Après sa fabrication, elle se replie pour prendre une forme tridimensionnelle particulière.

Cette forme détermine son fonctionnement. Une modification de sa structure, provoquée par la chaleur ou certaines substances chimiques, peut empêcher une protéine de remplir correctement son rôle. C'est par exemple ce qui se produit lorsqu'un blanc d'œuf chauffe et devient solide.

Des fonctions très variées

Certaines protéines ont un rôle de construction. Elles participent à la formation des muscles, de la peau, des cheveux ou des ongles.

D'autres protéines, appelées enzymes, accélèrent les réactions chimiques nécessaires au fonctionnement des cellules. D'autres encore transportent des molécules, permettent la communication entre les cellules ou participent aux défenses immunitaires.

La fabrication des protéines

Les cellules fabriquent leurs protéines grâce aux informations contenues dans l'ADN. Cette information indique l'ordre dans lequel les acides aminés doivent être assemblés.

L'ordre des acides aminés est essentiel : une modification même faible peut changer la forme d'une protéine et donc modifier son fonctionnement.

Les protéines dans l'alimentation

Les protéines apportées par l'alimentation fournissent les acides aminés nécessaires au renouvellement des tissus et au bon fonctionnement de l'organisme.

On trouve des protéines dans de nombreux aliments, notamment la viande, le poisson, les œufs, les produits laitiers, les légumineuses et certains fruits à coque.

Les protéines utilisées par l'être humain

Les propriétés des protéines sont exploitées dans de nombreux domaines. Certaines enzymes sont utilisées dans l'industrie alimentaire, les détergents ou la fabrication de produits chimiques.

En médecine, des protéines sont utilisées pour fabriquer certains médicaments, comme des hormones ou des traitements destinés à remplacer des molécules produites naturellement par l'organisme.

Des molécules au cœur de la vie

Les protéines montrent comment une organisation très précise de quelques éléments simples peut produire des molécules capables d'assurer des fonctions extrêmement différentes dans les êtres vivants.