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Les métabolites primaires sont des composés biologiques nécessaires à la croissance, au développement et à la reproduction d'organismes vivants. Ils comprennent les glucides, les protéines, les lipides et les acides nucléiques. Bien que les discussions sur les métabolites primaires se concentrent généralement sur la biologie végétale, tous les organismes vivants possèdent ces composés.
Glucides
Les glucides, ou saccharides, sont des sucres de complexité chimique variable. Ils peuvent avoir une unité de sucre (monosaccharides) ou deux (disaccharides). Les glucides formés par les grandes chaînes de monosaccharides sont appelés polysaccharides: les amidons sont les composés les plus courants de ce type. Les plantes produisent des glucides par photosynthèse: elles utilisent l'énergie du soleil pour convertir le dioxyde de carbone et l'eau en sucre et en oxygène.
Acides nucléiques
L'ADN, ou acide désoxyribonucléique, stocke l'information génétique à l'intérieur du noyau d'une cellule. Il est composé des bases nucléotidiques adénine, cytosine, guanine et thymine, organisées en double hélice. Les deux chaînes de cette double hélice sont liées par une liaison hydrogène. Pour se répliquer, l'ADN rompt ce lien, de sorte que chaque brin puisse se séparer et se joindre à un autre brin. L'ARN, ou acide ribonucléique, contient de l'adénine, de la cytosine et de l'uracile. En tant que messager d'informations génétiques, l'ARN a la capacité de se déplacer à l'intérieur des cellules. Il est produit par transcription: dans ce processus, une enzyme se lie à une partie de l’ADN et lui demande de se dérouler. L'enzyme lit l'ADN et indique la synthèse d'une chaire d'ARN complémentaire.
Les lipides
Les lipides constituent un groupe important de molécules organiques, notamment les graisses, les cires, les phospholipides et les stéroïdes. Tous sont hydrophobes ou insolubles dans l’eau. En termes de métabolites primaires, le terme "lipides" désigne généralement les graisses et les stéroïdes. Un organite appelé réticulum endoplasmique lisse produit de la graisse par synthèse de déshydratation en combinant une molécule de glycérol et trois acides gras. Les stéroïdes sont constitués de quatre structures hydrocarbonées fondues, appelées cycles cycloalcanes; les cellules spécialisées synthétisent des stéroïdes spécifiques à partir du cholestérol. Par exemple, les cellules ovariennes convertissent le cholestérol en œstrogènes.
Protéines
Les protéines sont des macromolécules polymères, composées de chaînes d'acides aminés; sont essentiels pour toutes les fonctions cellulaires. La synthèse des protéines comprend deux phases: la transcription et la traduction. En phase de transcription, l'information génétique de l'ADN est copiée dans l'ARN messager (ARNm). L'ARNm se déplace alors du noyau de la cellule vers les ribosomes, structures situées dans le cytoplasme qui produisent les protéines. Au stade de la traduction, les ribosomes enchaînent les acides aminés pour former les protéines, conformément aux instructions de l'ARNm.