Potentiel électrochimique dans les membranes biologiques

La surtension est la différence de potentiel (tension) entre le potentiel de réduction d'une demi-réaction, déterminé thermodynamiquement, et le potentiel auquel l'événement redox est observé expérimentalement. Elle représente l'énergie supplémentaire nécessaire pour franchir les barrières d'activation et permettre à la réaction d'électrode de se dérouler à une vitesse significative. C'est un facteur clé de l'efficacité énergétique de tous les procédés électrolytiques.

In 1921, Frederick Banting and Charles Best, under John Macleod's direction at the University of Toronto, isolated insulin from canine pancreatic extracts. Biochemist James Collip then developed a purification process, making the extract safe for human use. This discovery transformed type 1 diabetes from a fatal disease into a manageable condition, earning Banting and Macleod the 1923 Nobel Prize.

La respiration cellulaire est une série de réactions d'oxydoréduction au cours desquelles des molécules organiques, comme le glucose, sont oxydées pour libérer de l'énergie. Le glucose ([latex]C_6H_{12}O_6[/latex]) est oxydé en [latex]CO_2[/latex], tandis que l'oxygène ([latex]O_2[/latex]) est réduit en eau ([latex]H_2O[/latex]). Ce processus transfère les électrons à travers une chaîne de transport d'électrons, créant un gradient de protons qui entraîne la synthèse de l'ATP, la principale source d'énergie de la cellule.

The Calvin cycle, or light-independent reactions, uses the ATP and NADPH produced during the light-dependent stage to convert inorganic carbon dioxide into organic sugar molecules. This process occurs in the stroma of the chloroplast. The key enzyme, RuBisCO, catalyzes the first step: the fixation of [latex]CO_2[/latex] into an organic molecule, initiating a cycle that produces carbohydrates.

Translation is the biological process in which ribosomes in the cytoplasm or endoplasmic reticulum synthesize proteins. It follows transcription, where the DNA sequence is copied into a messenger RNA (mRNA) molecule. During translation, the ribosome reads the mRNA sequence in three-nucleotide units called codons, and with the help of transfer RNA (tRNA), assembles the corresponding amino acid chain.

Le SAL est une mesure quantitative représentant la probabilité qu'un seul micro-organisme viable survive sur un article après la stérilisation. Un SAL couramment exigé pour les dispositifs médicaux est de [latex]10^{-6}[/latex], ce qui signifie qu'il y a une chance sur un million qu'une unité ne soit pas stérile. Cette approche probabiliste reconnaît que la stérilité absolue ne peut être prouvée, mais seulement déduite statistiquement de la validation du processus.

A peptide bond is a covalent chemical bond formed between two amino acid molecules. It links the carboxyl group ([latex]-COOH[/latex]) of one amino acid to the amino group ([latex]-NH_2[/latex]) of another, releasing a molecule of water in a dehydration synthesis reaction. This amide-type bond is fundamental to forming polypeptide chains, the basis of protein primary structure.

La valeur D est le temps nécessaire à une température spécifique pour tuer 90% (ou une réduction d'un log) d'une population de micro-organismes cible. Il s'agit d'un paramètre essentiel de la stérilisation thermique, qui quantifie la résistance d'un microbe à la chaleur. Par exemple, si une population de spores de [latex]10^6[/latex] a une valeur D de 2 minutes, il faut 2 minutes pour la réduire à [latex]10^5[/latex].

Protein denaturation is the process in which a protein loses its native three-dimensional structure. This disruption of secondary, tertiary, and quaternary structures is caused by external stressors such as heat, extreme pH, organic solvents, or radiation. While the primary sequence of amino acids remains intact, the loss of shape results in the loss of the protein's biological function.

Méthode de stérilisation chimique à basse température utilisant l'oxyde d'éthylène gazeux. Elle est efficace pour stériliser les matériaux sensibles à la chaleur et à l'humidité, comme les plastiques, les appareils électroniques et les instruments optiques. Ce procédé implique une alkylation, où l'oxyde d'éthylène perturbe l'ADN et les protéines des micro-organismes, empêchant ainsi leur réplication. Il nécessite un contrôle rigoureux de la concentration en gaz, de la température, de l'humidité et du temps d'exposition.

La cytotoxicité est la toxicité d'une substance ou d'une cellule pour d'autres cellules. Les agents cytotoxiques peuvent induire la mort cellulaire par nécrose, où la membrane cellulaire perd son intégrité, entraînant lyse et inflammation, ou par apoptose, un processus de mort cellulaire contrôlée et programmée. Ce phénomène se distingue des agents cytostatiques, qui inhibent uniquement la division cellulaire sans provoquer directement la mort cellulaire.

The alpha-helix ([latex]\alpha[/latex]-helix) is a common secondary structure motif in proteins. It is a right-handed coiled conformation in which every backbone N-H group donates a hydrogen bond to the backbone C=O group of the amino acid located four residues earlier ([latex]i+4 \rightarrow i[/latex] hydrogen bonding). This regular pattern pulls the polypeptide chain into a helical shape.

Insulin is synthesized in pancreatic beta cells as a single-chain precursor called proinsulin. In the endoplasmic reticulum, proinsulin folds and forms its disulfide bonds. It is then transported to the Golgi apparatus and packaged into secretory granules, where proteases (prohormone convertases PC1/3 and PC2, and carboxypeptidase E) cleave it into mature insulin and a connecting peptide, C-peptide.

Recombinant DNA (rDNA) technology involves joining together DNA molecules from two different species. The recombinant DNA is inserted into a host organism to produce new genetic combinations. This is achieved using restriction enzymes to cut DNA at specific sites and DNA ligase to join the fragments, often incorporating the desired gene into a plasmid vector for cloning.