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La synthèse par déshydratation est le processus chimique qui lie deux molécules ensemble de façon covalente en libérant une molécule d’eau. De nombreux composés physiologiquement importants sont formés par synthèse de déshydratation, par exemple, les glucides complexes, les protéines, l’ADN et l’ARN.

La synthèse par déshydratation crée les éléments constitutifs de la vie

Les molécules de sucre peuvent être liées par covalence selon une synthèse par déshydratation, qu’on appelle également réaction de condensation. La liaison stable qui en résulte s’appelle une liaison glycosidique. Pour former la liaison, un groupe hydroxyle (-OH) d’un réactif et un atome d’hydrogène de l’autre réactif forment de l’eau, tandis que l’oxygène restant relie les deux composés. Pour chaque liaison supplémentaire qui se forme, une autre molécule d’eau est libérée, déshydratant littéralement les réactifs. Par exemple, les molécules de glucose individuelles (monomères) peuvent subir une synthèse répétée par déshydratation pour créer une longue chaîne ou un composé ramifié. Un tel composé, avec des sous-unités répétitives identiques ou similaires, s’appelle un polymère. Compte tenu de l’ensemble diversifié de monomères de sucre, et de la variation dans l’emplacement de la liaison, un nombre pratiquement illimité de polymères de sucre peut être construit.

Les multiples fonctions des glucides dans les organismes vivants

Les plantes produisent des glucides simples à partir du dioxyde de carbone et de l’eau au cours d’un processus nommé photosynthèse. Les plantes stockent les sucres qui en résultent (c.-à-d. l’énergie) sous forme d'amidon, un polysaccharide créé à partir de molécules de glucose par synthèse de déshydratation. La cellulose est également construite à partir de monomères de glucose et elle est la pierre angulaire de la paroi cellulaire dans les plantes.

Les animaux consomment des glucides complexes et les décomposent. Les monosaccharides sont ensuite utilisés pour la production d’énergie ou stockés sous forme de glycogène. Le glycogène est un polysaccharide ramifié fabriqué à partir de monomères de glucose par synthèse de déshydratation. En outre, les monosaccharides sont utilisés comme matière première pour les petits blocs organiques comme les acides nucléiques, les acides aminés et les acides gras.

La plupart des animaux ne peuvent pas digérer la cellulose qui est synthétisée par les plantes. Au lieu de cela, la fibre insoluble passe à travers le système digestif avec des effets secondaires très bénéfiques : elle aide à faire passer les aliments et augmente la quantité d’eau qui est retenue dans l’intestin. Certains animaux, comme les vaches, possèdent des bactéries dans leur intestin qui produisent des enzymes pour décomposer la cellulose, ce qui rend le glucose disponible pour la vache.

L’amylose, le glycogène et la cellulose se composent tous de glucose

Comment l’amylose (la partie linéaire de l’amidon), le glycogène et la cellulose peuvent-ils être construits à partir du même constituant de base mais différer dans leurs propriétés ? La différence réside dans le type de lien entre les molécules de glucose individuelles. La cellulose possède des liaisons β-1,4 de glucose, ce qui signifie qu’un monomère de glucose avec le carbone numéro 1 sous forme β (c.-à-d. que le groupe hydroxyle sur le carbone numéro 1 pointe vers le haut) est lié au carbone numéro 4 dans le monomère de glucose voisin. Les monomères de glucose dans l’amylose sont reliés par des liaisons α-1,4. Le glycogène possède également des liaisons α-1,4, mais des chaînes latérales supplémentaires ayant une liaison α-1,6.