Le terme biomolécule fait référence à une large catégorie de molécules englobant toutes les substances produites par les processus biologiques d’un organisme. Ces molécules comprennent des éléments tels que des acides nucléiques, des protéines et des saccharides. Les biomolécules forment le corps de tous les êtres vivants et sont les causes et les produits des processus chimiques qui les maintiennent en vie.
Il existe un grand nombre de biomolécules diverses, allant de petites molécules de quelques atomes à d’énormes structures complexes appelées macromolécules qui peuvent contenir des milliers, voire des millions d’atomes. Certains types de biomolécules sont extrêmement volumineux selon les normes moléculaires. Ceci est rendu possible par l’une des propriétés du carbone, l’élément sur lequel repose toute vie connue. Les atomes de carbone peuvent se lier ensemble dans de longues chaînes répétitives, avec d’autres atomes ou groupes d’atomes attachés à la chaîne, pour former des molécules extrêmement longues appelées polymères. Ces polymères peuvent être composés de centaines d’unités structurelles individuelles enchaînées ensemble et peuvent également se diviser en plusieurs branches ou liées chimiquement à d’autres chaînes polymères pour former d’énormes structures.
L’un des types de biomolécules les plus courants et les plus importants est appelé protéine, un groupe de macromolécules essentielles aux processus biologiques de toutes les formes de vie. Ils sont constitués de chaînes de biomolécules plus petites appelées acides aminés. Différents types de protéines remplissent différentes fonctions, telles que la transmission de messages chimiques d’une cellule à l’autre, la formation de structures qui maintiennent les cellules ensemble et la catalyse des réactions chimiques qui dirigent le métabolisme de l’organisme grâce à des protéines spécialisées appelées enzymes.
Un autre groupe de biomolécules est appelé lipides, une catégorie englobant des substances telles que les stérols, les cires naturelles et les glycérides, dont les plus connus sont appelés graisses. Les lipides sont généralement plus petits que les protéines, bien qu’ils puissent encore contenir des chaînes polymères de plusieurs dizaines d’atomes de carbone. Les lipides sont importants pour maintenir la structure des cellules, car une grande partie de la membrane cellulaire de chaque cellule en est constituée et ils constituent également une forme de stockage d’énergie.
Les saccharides, également appelés glucides, sont un type de biomolécule contenant uniquement du carbone, de l’hydrogène et de l’oxygène. Deux groupes de saccharides, appelés monosaccharides et disaccharides, sont communément appelés sucres. Les molécules de saccharide sont un autre groupe important de substances pour l’énergie, sont impliquées dans de nombreux processus métaboliques et sont utilisées comme supports structurels pour certains organismes, notamment sous forme de cellulose dans les plantes.
Les nucléotides sont une classe de biomolécules constituées de saccharides liés à un groupe phosphate et l’un des nombreux types possibles de nucléobase, un type de biomolécule à base d’azote. Les composés résultants comprennent des molécules appelées cofacteurs qui aident les protéines à catalyser les réactions chimiques métaboliques et d’importantes molécules de signalisation cellulaire. Les nucléotides sont également les principaux composants de l’acide ribonucléique (ARN) et de l’acide désoxyribonucléique (ADN), ce qui en fait l’un des éléments constitutifs les plus fondamentaux de la vie. L’information génétique des êtres vivants est codée dans l’arrangement de différents types de bases nucléotidiques sur les longues chaînes de nucléotides qui composent l’ADN et régissent ses activités, faisant des nucléotides la base de l’hérédité.
Tous les organismes ne peuvent pas produire par eux-mêmes tous les types de biomolécules dont ils ont besoin. Les organismes capables de synthétiser les biomolécules dont ils ont besoin à partir de matières non vivantes dans l’environnement, telles que les plantes, les algues et certaines formes de bactéries, sont appelés autotrophes. Les organismes qui ne peuvent pas le faire par eux-mêmes, appelés hétérotrophes, dépendent d’une combinaison de molécules synthétisées dans leur propre corps et d’autres biomolécules ingérées en mangeant d’autres organismes qui contiennent des substances que l’hétérotrophe ne produit pas lui-même. Cette catégorie comprend les animaux, les champignons et certains organismes unicellulaires.