Différence entre Biochimie et Biologie moléculaire

[inviteec2f08ae]

Bonjour à tous,

En tant qu'autodidacte, je cherche à comprendre la différence entre la discipline de la Biochimie et Biologie moléculaire: Est-ce qu'il y a des différences sur des objets qui seraient étudiées par l'une ou pas ? Parce que quand je cherche à trouver les différences entre des ouvrages, je ne trouve pas.
Elles semblent toutes les deux adresser les molécules du vivant, protéines, acides nucléiques, etc....

Je n'ai pas trouvé de réponses satisfaisantes sur wikipédia (qui est souvent excellent pour clarifier par certains synthèses !), donc ne m'envoyez pas vers cette source !

Merci d'avance de vos explications,

Cyrille
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[inviteb4feefd6]

Salut !

Difficile pour moi d'en donner une précision précise, mais disons que la biochimie s'intéresse par exemple aux différents métabolisme (glucides, lipides, protéines, alcools, ...) en étudiant les liens entre les différentes molécules, au fonctionnement des enzymes, mais aussi à ce qui touche à l'ADN au sens général. En gros, le fonctionnement chimique de ton corps !

Biologie moléculaire, ça touche pas mal à l'ADN et les différentes techniques pour le manipuler.

Je suppose que quelqu'un pourra compléter mes dires voir les corriger, mais l'idée est là en tout cas !

[invite71f23525]

La biologie moléculaire c'est l'étude de l'ADN et de l'ARN. La biochimie c'est tout le reste.

[Geb]

Bonjour,

Sujet très intéressant. J'attends avec impatience les réponses des spécialistes. En tant que béotien, je me permets de donner mon humble avis (qui tant qu'il n'est pas confirmé, ne vaut rien évidemment)...

En ce qui me concerne, j'ai la très nette impression que la biochimie étudie les réactions chimiques ayant lieu dans les cycles métaboliques. Ils sont nombreux : il y en a plusieurs milliers différents. Si tu veux un exemple de "biochimie" je dirais que l'étude du cycle de Krebs (cycle "métabolique) en relève.

Par contre, la biologie moléculaire, pour moi, ça concerne les molécules du vivant dans leurs ensembles. C'est-à-dire que c'est plus du recensement. Autrement dit, on recense les gènes (génome), les protéines (protéome), les ARN messagers (transcriptome), etc...

Ce qu'il y a d'intéressant avec la biologie moléculaire, c'est qu'elle s'intéresse de près, non seulement à la composition des molécules, mais également à leur conformation spatiale. Par exemple, on détermine la composition chimique d'une protéine ou d'un gène au niveau de la chaîne complète de ses acides aminés ou de ses nucléotides (sa structure primaire). On peut aussi déterminer la structure tridimensionnelle des éléments (par exemple une "hélice alpha") qui la ou le compose (structure secondaire), la position relative de ses différents éléments de structure dans l'espace (structure tertiaire), et même parfois la position dans l'espace de différentes protéines qui s'assemblent (structure quaternaire) pour former une protéine multimérique (comme l'hémoglobine par exemple).

Cordialement.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite43cccb18]

Salut,

Geb: je crains que tu ne fasse un amalgame entre biochimie et biologie moléculaire. L'étude de la structure des molécules c'est de la biochimie (structure secondaire, tertiaire et complexes multiprotéiques). En général c'est étudié par RMN, cristallographie et diffraction des rayons X, des techniques qui ne sont certainement pas abordé par la biologie moléculaire.

Biochimie: Partie de la chimie qui étudie les phénomènes chimiques des êtres vivants. (Dico de Bio, R. Foret, ed. De Boeck, 2004)

La biologie moléculaire c'est l'étude de l'ADN et de l'ARN.

(LRX)

Bob

[invite43cccb18]

La biologie moléculaire ne consiste pas à "recenser" mais à étudier. C'est à dire identifier et comprendre comment fonctionne un gène et dans quelles fonctions/structures physiologique, il est impliqué et comment il est régulé (relations ADN et ARN).

La biochimie qui concerne la métabolomique n'est qu'une partie de la biochimie. La biochimie c'est aussi des sucres, des lipides (membranes et parois), des enzymes et/protéines.
Par exemple cela va de l'enzyme qui synthétise une sucre, avec le substrat nécessaire, l'énergie impliqué...etc, la formation du sucre, sa structure, sa disposition dans la paroi ou son stockage, sa dégradation (par qui et comment), et son rôle.
Ou encore la liaison entre un récepteur et son ligand, avec les changement du récepteur qui s'en suivent, et le décrochage du ligand.

[Geb]

Geb: je crains que tu ne fasse un amalgame entre biochimie et biologie moléculaire.

Oui, en fait je pensais que la biologie structurale faisait partie intégrante de la biologie moléculaire. Je te remercie d'avoir corrigé mes propos.

Je crois que nous en resterons à la définition de LXR :

La biologie moléculaire c'est l'étude de l'ADN et de l'ARN. La biochimie c'est tout le reste.

Avec les précisions que Bob y apporte, ça donne :

"La biologie moléculaire à pour objet d'identifier et de comprendre comment fonctionne un gène et dans quelles fonctions/structures physiologique il est impliqué et comment il est régulé (relations ADN et ARN). La biochimie c'est tout le reste."

Cordialement.

[invite71f23525]

Si on s'intéresse à la fonction d'un gène au niveau physiologique, c'est plutôt de la physiologie moléculaire. Normalement, la biologie moléculaire reste à une échelle moléculaire tout comme la biochimie, d'ailleurs la biologie moléculaire et la biochimie ont en commun leur échelle supérieure qui est la biologie cellulaire (ou microbiologie pour ceux qui travaillent sur les procaryotes).

[Geb]

Normalement, la biologie moléculaire reste à une échelle moléculaire tout comme la biochimie, d'ailleurs la biologie moléculaire et la biochimie ont en commun leur échelle supérieure qui est la biologie cellulaire (ou microbiologie pour ceux qui travaillent sur les procaryotes).

Merci beaucoup LXR. Comme vous l'avez sans doute déjà remarqué, moi aussi (en espérant ne pas être le seul) j'ai utilisé sans retenue par le passé les expressions "biologie moléculaire", "biochimie" et "biologie cellulaire" sans pour autant les distinguer sans ambiguïté... Question connexe : si j'ai bien tout compris, la biologie structurale relève/est une partie de la biochimie, c'est bien ça ?

Cordialement.

[invite71f23525]

Oui c'est ça. Et la biologie moléculaire est un peu la biologie structurale de la génétique. Inutile de compliquer d'avantage.

[Geb]

Oui c'est ça. Et la biologie moléculaire est un peu la biologie structurale de la génétique. Inutile de compliquer d'avantage.

Merci encore pour ta prompte réponse. Pour continuer les analogies :

L'étude de la structure des molécules c'est de la biochimie (structure secondaire, tertiaire et complexes multiprotéiques). En général c'est étudié par RMN, cristallographie et diffraction des rayons X, des techniques qui ne sont certainement pas abordé par la biologie moléculaire.

Peut-on considérer les biochimistes s'intéressant à la biologie structurale comme les Charles Darwin des temps modernes, les naturalistes du XXIe siècle ?

En effet, ils sont chargés de recenser de nouvelles espèces, non plus au niveau macroscopique, mais au niveau atomique. Je trouve l'analogie d'autant plus séduisante que ce recensement (de gènes codants, d'ARNm, de protéines, de réactions enzymatiques, etc...) nous permettra sans doute de déterminer le plus fidèlement possible l'évolution chimique aux origines de la vie (par analogie avec l'évolution à l'échelle des organismes).

Cordialement.

[invite71f23525]

C'est vrai que la biologie structurale permet de comprendre de façon détaillée le fonctionnement de protéines et de complexes macromoléculaires (ribosome par exemple). Toutefois, chaque sous-domaine de la biologie à son importance, c'est véritablement l'intégration des connaissances à toutes les échelles qui permet une compréhension globale de la vie et de son évolution. Donc les biologistes structuraux ne méritent pas plus d'attention que les biologistes moléculaires, cellulaires, les biochimistes, les généticiens, les physiologistes,... La phylogénétique devrait t'intéresser fortement si ton intérêt est surtout centré sur l'évolution des gènes.

[Geb]

En effet, ils sont chargés de recenser de nouvelles espèces, non plus au niveau macroscopique, mais au niveau atomique. Je trouve l'analogie d'autant plus séduisante que ce recensement (de gènes codants, d'ARNm, de protéines, de réactions enzymatiques, etc...) nous permettra sans doute de déterminer le plus fidèlement possible l'évolution chimique aux origines de la vie (par analogie avec l'évolution à l'échelle des organismes).

D'ailleurs, je crois que ces études portent un nom : on appelle ça la phylogénie moléculaire.

Cordialement.

[invite71f23525]

Oui, phylogénie moléculaire ou phylogénétique ce doit être sensiblement la même chose. C'est un domaine très intéressant.

[Geb]

C'est vrai que la biologie structurale permet de comprendre de façon détaillée le fonctionnement de protéines et de complexes macromoléculaires (ribosome par exemple).

Tout à fait, la biologie structurale est vraiment pour moi un domaine passionnant de la recherche. À propos du ribosome par exemple :

Deconstructing the Ribosome

Cet approche de la biologie a fait des progrès fulgurants ces 15 dernières années et j'essayais d'en comprendre les méthodes dans cette discussion :

http://forums.futura-sciences.com/bi...-vivant-2.html

Pour comprendre une cellule vivante, il faut comprendre des phénomènes au niveau atomique dont l'échelle de temps est de l'ordre de la picoseconde. Rien d'étonnant à ce que les progrès soient récents vu la difficulté, et l'ampleur (par exemple, il y a des millions de protéines différentes qui restent encore à "découvrir") de la tâche.

Toutefois, chaque sous-domaine de la biologie à son importance, c'est véritablement l'intégration des connaissances à toutes les échelles qui permet une compréhension globale de la vie et de son évolution. Donc les biologistes structuraux ne méritent pas plus d'attention que les biologistes moléculaires, cellulaires, les biochimistes, les généticiens, les physiologistes,... La phylogénétique devrait t'intéresser fortement si ton intérêt est surtout centré sur l'évolution des gènes.

Sans aucun doute. Mon intérêt particulier pour la phylogénie moléculaire est directement lié à mon intérêt pour les origines de la vie, notamment les théories mettant en avant une possible origine géochimique, particulièrement celle de Russell et al. D'ailleurs, elle "fait un tabac" dans la presse scientifique anglo-saxonne, au moins depuis 2002, alors que je ne connais aucun article de vulgarisation en français (ni de dossier de Futura-sciences ) qui discute de ce modèle de Russell et al.

Cordialement.

[Geb]

Oui, phylogénie moléculaire ou phylogénétique ce doit être sensiblement la même chose.

J'ai vu les deux termes employés dans des contextes distincts. Ce qui me pousse à te reposer une question.

Si je dis que la phylogénétique étudie les rapports génétiques entre les organismes (unicellulaires ou multicellulaires) tandis que la phylogénie moléculaire étudient les liens de parentés (atomiques, moléculaires, macromoléculaires, etc...) entre les molécules biologiques (protéines, enzymes, cofacteurs, etc...), ça te paraît correct ?

Si la définition est correct, je dirais que dans l'optique de l'origine de la vie, c'est la phylogénie moléculaire qui m'intéresse le plus, plutôt que la phylogénétique (qui s'intéresse plus à l'évolution des organismes vivants il me semble).

Cordialement.

[invite179e6258]

à ma connaissance la discipline s'appelle la phylogénie. Le mot phylogénétique est un adjectif (comme dans : arbre phylogénétique, approche phylogénétique, etc). Cependant, dans le métier, on parle d' "une phylogénie" pour le résultat (c'est-à-dire l'arbre) d'une analyse phylogénétique. Je ne pense pas qu'existe une discipline qui s'appellerait" "phylogénie moléculaire", par contre on peut parler d'une phylogénie moléculaire pour un arbre phylogénétique construit à partir de "marqueurs moléculaires" c'est-à-dire d'ADN, ARN ou protéines. Mais les méthodes de construction d'arbres (on dit dans le métier "de phylogénies") sont (à peu près) les mêmes qu'il s'agisse de marqueurs moléculaires ou de caractères phénotypiques.

[invite71f23525]

Heureusement, j'ai employé le conditionnel ici. C'était une impression que j'avais plus qu'une certitude.

[Geb]

à ma connaissance la discipline s'appelle la phylogénie. Le mot phylogénétique est un adjectif (comme dans : arbre phylogénétique, approche phylogénétique, etc). Cependant, dans le métier, on parle d' "une phylogénie" pour le résultat (c'est-à-dire l'arbre) d'une analyse phylogénétique. Je ne pense pas qu'existe une discipline qui s'appellerait" "phylogénie moléculaire", par contre on peut parler d'une phylogénie moléculaire pour un arbre phylogénétique construit à partir de "marqueurs moléculaires" c'est-à-dire d'ADN, ARN ou protéines. Mais les méthodes de construction d'arbres (on dit dans le métier "de phylogénies") sont (à peu près) les mêmes qu'il s'agisse de marqueurs moléculaires ou de caractères phénotypiques.

Effectivement, tu as parfaitement raison. La phylogénie moléculaire est une toute autre chose.

En fait, je cherche le nom que l'on attribue aux recherches sur l'histoire évolutive des biomolécules lors du passage de l'inerte au vivant et un peu plus tard, comme le suggère l'exemple de l'histoire évolutive des ribosomes. Aussi, on étudie bien l'histoire évolutive des protéines à travers l'identification de familles et superfamilles, comme pour les espèces vivantes. Tout cela grâce aux progrès constants de la biologie structurale et de ses techniques d'investigation.

Cordialement.

[inviteec2f08ae]

Bonjour à tous,

Tout d'abord un grand marci à LXR et bob.razowsky pour leurs réponses.
Merci Bob, en plus, honte à moi, j'ai le Dictionnaire de Biologie, le plus gros de Jacques Berthet (sourire, je l'avais oublié ! Il m'a été offert et je ne pense pas à lui) qui donnait d'excellentes définitions pages 108 et 109 et confirment vos définitions:

Biochimie: Chimie des êtres vivants, comprenant la Biochimie structurale (composition chimique des êtres vivants), la Biochimie dynamique (métabolisme) et la Biologie moléculaire.

Biologie moléculaire: Au sens strict, branche de la biologie qui vise à expliquer les propriétés biologiques des protéines et des acides nucléiques par leur structure moléculaire. Dans le langage courant, le terme se rapporte aussi à toute forme de manipulations de gênes (ex: clonage de gènes, utilisation d'ADN recombiné).

Merci à Geb de s'être greffé sur la conversation pour la faire vivre Pour tes questions sur tes intérêts, tu peux trouver des réponses (attention: ouvrage costaud, plutôt Master) dans l'ouvrage Biologie évolutive, particulièrement les chapitres 5 et 6.

Cyrille

[Geb]

Tout d'abord un grand merci à LXR et bob.razowsky pour leurs réponses.

Je me permets de me greffer également à tes remerciements Un grand merci à vous deux !

Merci à Geb de s'être greffé sur la conversation pour la faire vivre

Merci à toi de l'avoir inaugurée. Je m'y suis greffé en la faisant parfois glissé dans un hors-sujet. Désolé pour ça.

Pour tes questions sur tes intérêts, tu peux trouver des réponses (attention: ouvrage costaud, plutôt Master) dans l'ouvrage Biologie évolutive, particulièrement les chapitres 5 et 6.

Merci beaucoup pour l'info. Ton lien mène vers un très bref aperçu :

Cet ouvrage majeur aborde tous les grands thèmes de la Biologie évolutive, tels que la génétique des populations et des métapopulations, l’écologie comportementale, les analyses phylogénétiques, l’évolution moléculaire, les interactions entre espèces…

Cela voudrait-il dire que les chapitres 5 et 6 traitent d'évolution moléculaire ?

Sinon, je suis en train de lire "Microbiology" de Prescott, Harley, Klein et les autres (pour les informations sur les différents types de métabolisme cellulaire). Autant te dire que j'adore les ouvrages costauds, surtout en biologie (plus facile à lire et à comprendre que les ouvrages de mathématiques).

Cordialement.

[inviteec2f08ae]

Bonjour à toi,

Clique sur l'onglet sommaire du lien précédent; Tu devrais trouver 2 chapitres qui s'appellent:

5. Évolution moléculaire
6. Phylogénie moléculaire

Sans aucun doute. Mon intérêt particulier pour la phylogénie moléculaire est directement lié à mon intérêt pour les origines de la vie, notamment les théories mettant en avant une possible origine géochimique, particulièrement celle de Russell et al. D'ailleurs, elle "fait un tabac" dans la presse scientifique anglo-saxonne, au moins depuis 2002, alors que je ne connais aucun article de vulgarisation en français (ni de dossier de Futura-sciences ) qui discute de ce modèle de Russell et al.

Cordialement.

Pour ton article sur Russell, peux tu donner plus d'informations que ça, par exemple, le titre de l'article !!!! (c'est l'année 2002 de la publication, c'est ça ?).


Cyrille

[Geb]

Clique sur l'onglet sommaire du lien précédent

Oui, merci. J'ai vu l'onglet sommaire après avoir publié mon précédent message.

Pour ton article sur Russell, peux tu donner plus d'informations que ça, par exemple, le titre de l'article !!!! (c'est l'année 2002 de la publication, c'est ça ?).

Bien sûr. Comme ce n'était pas ta question de départ, je n'ai pas jugé opportun de donner ce genre de détails. Voilà l'article intégral de décembre 2002 dont je parlais (pdf gratuit disponible) :

On the origins of cells: a hypothesis for the evolutionary transitions from abiotic geochemistry to chemoautotrophic prokaryotes, and from prokaryotes to nucleated cells.

Aussi, c'est l'article qui a éveillé l'intérêt de la presse anglo-saxonne. Michael Russell publie sur sa théorie depuis 1987...

Cette théorie est en plein développement et, d'ailleurs, la théorie de Russell figure au centre d'une grosse vingtaine d'articles publiés après 2002 (dont 4 datent de 2012, avec Russell comme co-auteur). J'ai lancé une discussion à ce sujet (sans franc succès jusqu'ici) :

http://forums.futura-sciences.com/de...determine.html

Cela dit, vu le peu d'intérêt, j'ai gardé les articles de 2012 dans mon tiroir (pour l'instant).

Cordialement.

[Geb]

Bonjour,

Je ne pense pas qu'existe une discipline qui s'appellerait" "phylogénie moléculaire", par contre on peut parler d'une phylogénie moléculaire pour un arbre phylogénétique construit à partir de "marqueurs moléculaires" c'est-à-dire d'ADN, ARN ou protéines.

Je viens de regarder une superbe conférence de Gustavo Caetano-Anollès, professeur de bioinformatique à l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign (UIUC), présentée à l'occasion d'un Symposium intitulé "Origin of Life and Molecular Evolution", organisé par l'Académie Royale des Sciences suédoise à Stockholm, les 23 et 24 mai 2011 :

- The phylogenomic roots of modern biochemistry (43 minutes)

Apparemment, on peut dire bio-informatique ou biologie calculatoire, même si j'ai vu que certains distinguait ces deux termes en disciplines similaires mais néanmoins différentes.

Le travail du laboratoire de Gustavo Caetano-Anollès (son fils Derek y travaille également) est clairement ce que je pensais lorsque je parlais des études sur la compréhension de l'histoire moléculaire de la vie.

Il liste plusieurs papiers dans sa conférence :

1.Soding J, Lupas A.N. More than the sum of their parts: on the evolution of proteins from peptides. Bioessays. 2003;25:837–846. 10.1002/bies.10321

2.William Taylor (2003)

3.Wang et al. (2007) Reductive evolution of architectural repertoires in proteomes and the birth of the tripartite world.

4.Wang & Caetano-Anolles (2009) The Evolutionary Mechanics of Domain Organization in Proteomes and the Rise of Modularity in the Protein World.

5.Caetano-Anolles et al. (2009) The origin, evolution and structure of the protein world.

6.Wang et al. (2007) Reductive evolution of architectural repertoires in proteomes and the birth of the tripartite world.

7.Caetano-Anolles et al. (2007) The origin of modern metabolic networks inferred from phylogenomic analysis of protein architecture.

8. Dupont et al. (2010) History of biological metal utilization inferred through phylogenomic analysis of protein structures.

9.Kim & Caetano-Anolles (2010) Emergence and evolution of modern molecular functions inferred from phylogenomic analysis of ontological data.

10.Kim, Mittenthal & Caetano-Anolles (2006) MANET: tracing evolution of protein architecture in metabolic networks.

11.Caetano-Anolles et al. (2011) Proteome Evolution and the Metabolic Origins of Translation and Cellular Life.

12.Wang et al. (2011) A universal molecular clock of protein folds and its power in tracing the early history of aerobic metabolism and planet oxygenation.

13.Kim &Caetano-Anolles (2011) The proteomic complexity and rise of the primordial ancestor of diversified life.

14.Te Velthuis et al. (2007) Molecular evolution of the MAGUK family in metazoan genomes.

15.Schultes et al. (1999) Estimating the contributions of selection and self-organization in RNA secondary structure.

16.Sun & Caetano-Anolles (2009) The evolutionary history of the structure of 5S ribosomal RNA.

17.Sun & Caetano-Anollés (2010) The ancient history of the structure of ribonuclease P and the early origins of Archaea.

18.Sun et al. (2007) Common evolutionary trends for SINE RNA structures.

19.Sun & Caetano-Anollés (2008) The origin and evolution of tRNA inferred from phylogenetic analysis of structure.

20.Harish & Caetano-Anollés (2012) Ribosomal history reveals origins of modern protein synthesis.

En outre, il ne semble y avoir actuellement que moins de 2000 domaines protéiques différents (G. Caetano-Anollès parle de 1826) dans le vivant.

Je sais qu'il y a actuellement 4585 réactions enzymatiques différentes connues dans le vivant (nombres EC) et on en découvre seulement 130 par an.

Il utilise deux classifications différentes :

- CATH : classes, architectures, topologies, superfamilies, domains.
- SCOP : classes, folds, fold superfamilies, fold families, domains.

Quelqu'un connaît-il le nom de bases de données qui référencent le nombre de domaine protéiques différents connus ?

Cordialement.