Biochimie structurale

  • Les constituants fondamentaux de la matière vivante. Aspect évolutif.
  • L'eau : Structure et fonction.
  • Les liaisons secondaires : lien H, interactions hydrophobes, interactions ioniques, forces de Van der Waals.
  • Relations structure-activité des macromolécules biologiques :
    • polypeptides
    • polynucléotides
    • polysaccharides
    • lipides.

Métabolisme

  • Relations générales organisme-environnement.
  • Catabolisme et anabolisme : définitions.
  • Flux de la matière et de l'énergie. Aspects thermodynamiques.
  • Eléments de régulation.
  • Métabolisme des polysaccharides. Les voies centrales du métabolisme énergétique.
  • Métabolisme des lipides : acides gras.
  • Métabolisme des protéines : acides aminés.
  • Anabolisme des nucléotides.

A l'issue de cet enseignement, les étudiants maîtriseront les notions essentielles de la biologie cellulaire, de la génétique et de l'embryologie afin d'aborder sans difficultés les cours spécialisés des années suivantes. Les étudiants auront également acquis une vue d'ensemble de la biodiversité des invertébrés et des vertébrés et auront compris les mécanismes de l'évolution. Les techniques de base de la biologie moléculaire seront également enseignées.

  1. Partie Métabonomique (Professeur Jean-Marie Colet) :
    • étapes d'une étude métabonomique
    • analyse de biofluides par Résonance Magnétique Nucléaire du proton
    • analyse multivariée des spectres
  2. Partie Protéomique (Professeur Rudy Wattiez) :
    • rappel sur la spectrométrie de masse
    • étapes d'une étude protéomique
  3. Partie Génomique/Transcriptomique (Professeur Alexandra Belayew) :
    • biopuces : analyses d'ADN et d'ARN
    • séquençage à haut débit

La bioremédiation des sols et des sédiments (métaux et polluants organiques), traitement des eaux usées, la bioextraction microbienne des métaux, les biosenseurs, bioénergétique (piles à micro-organismes), production de biopolymères et de combustibles microbiens.

- Mesure de la biodiversité des communautés microbiennes.
- Exemples en milieu aquatique, terrestre, et dans les communautés symbiotiques.
Les bactéries et les grands cycles biogéochimiques (oxygène, carbone, azote, fer, etc.).
- Écotoxicologie microbienne (dégradation du pétrole et des xénobiotiques, biosorption des métaux, résistance aux métaux).
- Métagénomique microbienne.
- Éomicrobiologie.
- Techniques d'analyse spécifiques à l'écologie microbienne.

A l'issue de cet enseignement, les étudiants maîtriseront les notions essentielles de la génétique moléculaire comme les processus de mutation et de recombinaison, les mécanismes de réparation de l'ADN, les mécanismes d'épissage et de transposition. L'étudiant comprendra l'importance de l'ARN autocatalytique ainsi que ses implications évolutives. Le principe, les avantages et les biais des principales approches techniques couramment utilisées en génétique moléculaire seront maîtrisées.

Bref historique de la microbiologie. Structure détaillée des cellules procaryotes (archées et bactéries); Structure des micro-eucaryotes (Chromista, Fungi, Plantae, Protozoa, Archaezoa); Croissance; Méthodes de culture; Méthodes d'analyse; Classification et métabolismes (archées, bactéries pourpres, cyanobactéries, Firmicutes, Actinobacteria, Planctomycétales). Micro-organismes et origine de la vie; Symbioses; Biofilms; Introduction à l'écologie microbienne.

  • Introduction à la protéomie (définition).
  • Reploiement des protéines - aspects mécanistiques et thermodynamiques.
  • Prédiction de la fonction des protéines.
  • Introduction à la spectrométrie de masse.
  • Les interactions protéiques (interactome) : aspect mécanistiques et expérimentaux.
  • Prédiction de la fonction des protéines basée sur la structure tertiaire et les interactions potentielles.
  • Exemples tirés de la littérature de ce que peut apporter l'étude des interactomes.