Qu'est-ce que le groupe des phosphates? Caractéristiques et fonctions

Un groupe phosphate est une molécule formée d'un atome de phosphore lié à quatre atomes d'oxygène. Sa formule chimique est PO43-. Ce groupe d'atomes est appelé groupe phosphate lorsqu'il est lié à une molécule contenant du carbone (toute molécule biologique).

Tous les êtres vivants sont en carbone. Le groupe des phosphates est présent dans le matériel génétique des molécules énergétiques importantes pour le métabolisme cellulaire, faisant partie des membranes biologiques et de certains écosystèmes d'eau douce.

Il est évident que le groupe des phosphates est présent dans de nombreuses structures importantes d'organismes.

Les électrons partagés entre les quatre atomes d'oxygène et l'atome de carbone peuvent stocker beaucoup d'énergie; Cette capacité est vitale pour certains de vos rôles dans la cellule.

Les 6 fonctions principales du groupe phosphate

1- Dans les acides nucléiques

L'ADN et l'ARN, le matériel génétique de tous les êtres vivants, sont des acides nucléiques. Ils sont formés par des nucléotides, eux-mêmes formés par une base azotée, un sucre de 5 atomes de carbone et un groupe phosphate.

Le sucre de 5 atomes de carbone et le groupe phosphate de chaque nucléotide se rejoignent pour former le squelette des acides nucléiques.

Lorsque les nucléotides ne sont pas liés à d'autres pour former des molécules d'ADN ou d'ARN, ils se lient à deux autres groupes phosphate, donnant naissance à des molécules telles que l'ATP (adénosine triphosphate) ou le GTP (guanosine triphosphate).

2- En tant qu'entrepôt d'énergie

L'ATP est la molécule principale qui fournit de l'énergie aux cellules afin qu'elles puissent remplir leurs fonctions vitales.

Par exemple, lorsque les muscles sont contractés, les protéines musculaires utilisent l'ATP pour le faire.

Cette molécule est formée par une adénosine liée à trois groupes phosphate. Les liens formés entre ces groupes sont de haute énergie.

Cela signifie qu'en brisant ces liens, une grande quantité d'énergie est libérée et peut être utilisée pour effectuer des travaux dans la cellule.

L'élimination d'un groupe phosphate pour libérer de l'énergie est appelée hydrolyse de l'ATP. Le résultat est un phosphate libre plus une molécule ADP (adénosine diphosphate, car elle ne comporte que deux groupes phosphate).

Les groupes phosphates se retrouvent également dans d'autres molécules d'énergie moins communes que l'ATP, telles que la guanosine triphosphate (GTP), la cytidine triphosphate (CTP) et l'uridine triphosphate (UTP).

3- Dans l'activation des protéines

Les groupes phosphates sont importants dans l'activation des protéines, de sorte qu'ils peuvent exercer des fonctions particulières dans les cellules.

Les protéines sont activées par un processus appelé phosphorylation, qui consiste simplement à ajouter un groupe phosphate.

Lorsqu'un groupe phosphate est lié à une protéine, on dit que la protéine a été phosphorylée.

Cela signifie qu'il a été activé pour effectuer un travail particulier, tel que l'envoi d'un message vers une autre protéine de la cellule.

La phosphorylation des protéines se produit dans toutes les formes de vie et les protéines qui ajoutent ces groupes phosphate aux autres protéines sont appelées kinases.

Il est intéressant de mentionner que le travail d’une kinase consiste parfois à phosphoryler une autre kinase. Inversement, la déphosphorylation est l'élimination d'un groupe phosphate.

4- Dans les membranes cellulaires

Les groupes phosphate peuvent se lier aux lipides pour former un autre type de biomolécules très importantes appelées phospholipides.

Son importance réside dans le fait que les phospholipides sont le composant principal des membranes cellulaires et que ces structures sont essentielles à la vie.

De nombreuses molécules phospholipidiques sont disposées en rangées pour former ce qu'on appelle une bicouche de phospholipides; c'est-à-dire une double couche de phospholipides.

Cette bicouche est le principal composant des membranes biologiques, telles que la membrane cellulaire et l'enveloppe nucléaire qui entoure le noyau.

5- Comme régulateur de pH

Les êtres vivants ont besoin de conditions neutres pour la vie car la plupart des activités biologiques ne peuvent se produire qu'à un pH spécifique proche de la neutralité; c'est-à-dire ni très acide ni très basique.

Le groupe phosphate est un tampon important dans les cellules.

6- Dans les écosystèmes

Dans les milieux d'eau douce, le phosphore est un nutriment qui limite la croissance des plantes et des animaux.

L'augmentation de la quantité de molécules contenant du phosphore (telles que les groupes phosphate) peut favoriser la croissance du plancton et des plantes.

Cette augmentation de la croissance des plantes se traduit par plus de nourriture pour d'autres organismes, tels que le zooplancton et le poisson. Ainsi, la chaîne alimentaire continue jusqu'à ce qu'elle atteigne les humains.

Une augmentation des phosphates augmentera initialement le nombre de plancton et de poissons, mais une augmentation trop importante limitera d'autres nutriments qui sont également importants pour la survie, tels que l'oxygène.

Cet appauvrissement en oxygène est appelé eutrophisation et peut tuer les animaux aquatiques.

Les phosphates peuvent augmenter en raison des activités humaines, telles que le traitement des eaux usées, les rejets industriels et l'utilisation d'engrais dans l'agriculture.

Références

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