Processus biologique

Définition

Un processus biologique détermine le comportement cellulaire défini par les interactions complexes entre toutes les molécules. Un processus biologique représente un objectif spécifique que l'organisme est génétiquement programmé pour atteindre. Les processus biologiques sont souvent décrits par leur résultat ou leur état final.

Les quelque processus biologiques élémentaires :

En biologie, un processus désigne l'une quelconque des diverses activités biologiques intervenant au sein d'un organisme. Ces processus sont essentiels à la survie et aux interactions entre les organismes et leur environnement. Les processus biologiques sont composés d'une variété de réactions biochimiques et d'autres activités qui contribuent à la survie et à la modification des organismes vivants.

Explications

Les processus biologiques sont constitués d'un certain nombre de réactions formant des voies qui transforment des espèces chimiques en produits utiles. Ces processus peuvent créer des biomolécules complexes, transformer l'énergie d'une forme à une autre ou diriger l'assemblage de systèmes multicellulaires complexes.

Par exemple, le processus biologique de division cellulaire entraîne la création de deux cellules filles (une cellule divisée) à partir d'une seule cellule mère. Un autre processus biologique est la manière par lequel un segment d'ADN se déplace d'une partie d'une molécule d'ADN à une autre.

Ainsi, afin de comprendre la fonction biologique de la cellule, à la fois seule et lorsqu'elle est entourée d'autres cellules, les tâches clés sont le catalogage de toutes les molécules et de leurs interactions, et l'analyse des processus biologiques qu'elles génèrent.

À cette fin, les processus biologiques sont souvent représentés sous la forme de réseaux et la modélisation, l'analyse et la visualisation de ces réseaux sont des tâches essentielles en bioinformatique et en biologie computationnelle.

Les processus biologiques sont intrinsèquement dynamiques. Les processus biologiques sont dynamiques par nature, c'est-à-dire qu'il y a une progression temporelle. Certains problèmes sont causés par des répondeurs rapides et lents après une intervention ou un traitement.

Échelle nanométrique et gigantesque

Les processus biologiques peuvent intervenir sur une large gamme d'échelles spatiales, allant de l'échelle nanométrique, qui est peuplée de molécules uniques, à l'univers humain, qui est composé de mètres standards.

Ils peuvent exister sur une échelle de temps beaucoup plus longue, allant des girations nanosecondes d'une molécule de protéine repliable à un cycle de vie humaine de sept décennies (environ) - et beaucoup plus longtemps si la période évolutive est utilisée.

Ils peuvent également être considérés à divers niveaux organisationnels, tels que la transduction du signal et le traitement de l'information, du domaine fondamental de l'interaction chimique aux systèmes abstraits de la transduction du signal et du traitement de l'information.

Processus chimique

Les processus biologiques sont en principe pilotés par des réactions chimiques d'oxydation et de réduction (ou redox), c'est-à-dire un couplage de deux " demi-cellules " par un échange d'électrons. Un petit nombre de ces processus constituent la base du métabolisme microbien.

Ils impliquent principalement des composés de carbone, d'azote, d'oxygène, de fer et de soufre. Ils sont entraînés par un certain nombre de "moteurs microbiens", qui ont été conservés au cours de l'évolution. Les eucaryotes qui sont apparus il y a environ deux milliards d'années n'ont hérité que d'un sous-ensemble de processus qui existent dans différents types de bactéries.

Dynamique des protéines

Les processus biologiques dépendent de manière critique des structures et des fonctions des protéines. Pour une bonne fonctionnalité, les molécules de protéines doivent être très dynamiques. Leurs changements conformationnels sont vitaux pour la contraction musculaire, la transduction du signal, la fonction immunitaire, le transport, etc.

De plus, leur flexibilité est fondamentale pour les processus enzymatiques tels que la catalyse, la régulation et la reconnaissance du substrat. La dynamique des protéines peut être un mouvement aussi léger qu'un déplacement de chaîne latérale ou des réarrangements à grande échelle de domaines entiers.

Les fluctuations de la chaîne latérale et de la dorsale interviennent en grande partie à différentes échelles de temps. Les fluctuations typiques de la chaîne latérale vont de la picoseconde à la nanoseconde, tandis que les fluctuations de la dorsale vont de la nanoseconde à la seconde ou plus. Les protéines assument leurs états natifs à travers des transitions dynamiques par étapes

Exemple avec les biocapteurs

Bien que les méthodes traditionnelles fournissent des informations précieuses pour la compréhension de nombreux phénomènes biologiques, la possibilité de mesurer, de quantifier et de localiser des protéines dans une cellule, un tissu et même un embryon a révolutionné notre cours de pensée et a encouragé les scientifiques à développer des outils moléculaires pour l'évaluation de la dynamique des protéines ou des complexes protéiques dans leur contexte physiologique.

Ces efforts en cours reposent sur l'émergence de techniques biophotoniques et l'amélioration continue des sondes fluorescentes, permettant des mesures précises et fiables des fonctions cellulaires dynamiques. La marche de la "biochimie in vivo" a commencé, donnant déjà des résultats époustouflants.

Protéomique et biologie des systèmes

La protéomique intervient dans le cadre de la biologie des systèmes. Les processus biologiques ne sont pas des systèmes linéaires mais représentent des réseaux dynamiques avec des échanges croisés de leurs composants moléculaires à plusieurs niveaux.

Ce concept est adopté par la biologie des systèmes et soutenu par les capacités analytiques des technologies -omiques. La biologie des systèmes utilise une approche holistique plutôt que réductionniste traditionnelle consistant à étudier un seul gène ou protéine à la fois.

Ainsi, la biologie des systèmes explore les mécanismes et les interactions dans les systèmes biologiques d'une manière plus impartiale.

Les expériences omiques sont devenues réalisables avec l'avènement des technologies à haut débit pour obtenir et analyser de plus grandes quantités de données. En particulier, le projet du génome humain a ouvert la voie aux sciences à haut débit. La protéomique vise à délivrer un "complément protéique du génome". Il a évolué comme une partie essentielle de la biologie des systèmes, comme en témoigne le nombre croissant de publications.

En rapport avec "processus biologique"

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