Περιεχόμενο
- Παραγωγή πρωτεΐνης από αμινοξέα
- Peptide Bond Μεταξύ Αμινοξέων
- Πλευρικές αλυσίδες αμινοξέων
- Παραγγελία αμινοξέων και δίπλωμα πρωτεϊνών
- Πλευρικές αλυσίδες και πτυσσόμενες
- Αριθμός συνδυασμών αμινοξέων
Οι μακριές αλυσίδες ή τα πολυμερή των αμινοξέων ονομάζονται πρωτεΐνες (αν και οι πρωτεΐνες δεν χρειάζεται να είναι αποκλειστικά αμινοξέα). Τα αμινοξέα συνδέονται με τα πεπτιδικά δεσμά. Η σειρά των αμινοξέων προσδιορίζεται από τη σειρά των νουκλεοτιδίων (το γενετικό "αλφάβητο") σε ένα γονίδιο του DNA, το οποίο με τη σειρά του καθορίζει τον τρόπο με τον οποίο η πρωτεΐνη διπλώνεται και λειτουργεί.
Παραγωγή πρωτεΐνης από αμινοξέα
Η διαδικασία της σύνδεσης αμινοξέων σε πρωτεΐνες αρχίζει στον πυρήνα του κυττάρου. Το αγγελιαφόρο RNA (mRNA) για ένα γονίδιο δημιουργείται χρησιμοποιώντας ένα τέντωμα DNA ως πρότυπο. Το mRNA ταξιδεύει έπειτα έξω από τον πυρήνα σε κατασκευαστές πρωτεϊνών που ονομάζονται "ριβοσώματα". Αυτό είναι όπου γίνεται η πρωτεΐνη. Στα ριβοσώματα, το RNA μεταφοράς (tRNA) στη συνέχεια κολλά αμινοξέα πάνω στο mRNA. Ουσιαστικά το mRNA χρησιμοποιείται ως εκμαγείο για την κατασκευή της πρωτεΐνης.
Peptide Bond Μεταξύ Αμινοξέων
Τα αμινοξέα ενώνονται από την κεφαλή προς την ουρά σε μεγάλα γραμμικά πολυμερή. Συγκεκριμένα, η ομάδα καρβοξυλικού οξέος (-ΟΟ) ενός αμινοξέος συνδέεται προς την αμινομάδα (-ΝΗ) της επόμενης. Αυτός ο δεσμός ονομάζεται "πεπτιδικός δεσμός". Τέτοιες αλυσίδες αμινοξέων ονομάζονται "πολυπεπτίδια".
Πλευρικές αλυσίδες αμινοξέων
Τα αμινοξέα έχουν πλευρικές αλυσίδες συνδεδεμένες στο κεντρικό άτομο άνθρακα. Αυτές οι πλευρικές αλυσίδες έχουν διαφορετικά ηλεκτροστατικά (δεσμευτικά) χαρακτηριστικά. Αυτό είναι σημαντικό για το πώς η αρχικά γραμμική πρωτεΐνη διπλώνει όταν απελευθερώνεται από το mRNA πρότυπό της.
Παραγγελία αμινοξέων και δίπλωμα πρωτεϊνών
Το σχήμα της πρωτεΐνης προσδιορίζεται από την αλληλουχία αμινοξέων. Οι δεσμοί σε μία μακρά αλυσίδα πολυπεπτιδίου επιτρέπουν την ελεύθερη περιστροφή των ατόμων, πράγμα που δίνει στην σπονδυλική στήλη της πρωτεΐνης μεγάλη ευελιξία. Οι περισσότερες πολυπεπτιδικές αλυσίδες, ωστόσο, διπλώνονται σε ένα μόνο σχήμα, και οι περισσότερες από αυτές κάνουν αυτό αυθόρμητα.
Πλευρικές αλυσίδες και πτυσσόμενες
Η αναδίπλωση καθορίζεται από τη σειρά των πλευρικών αλυσίδων των αμινοξέων. Αυτές οι πλευρικές αλυσίδες αλληλεπιδρούν με το καθένα και το νερό στο κελί. Οι πολικές πλευρικές αλυσίδες τείνουν να στρέφονται προς τα έξω για να αντιμετωπίσουν το νερό. Οι μη πολικές πλευρικές αλυσίδες μετατρέπονται στο κέντρο της πρωτεϊνικής σφαίρας, που είναι υδρόφοβες (αποκλείοντας το νερό). Η κατανομή των πολικών και μη πολικών θέσεων είναι επομένως ένας από τους σημαντικότερους παράγοντες που διέπουν την αναδίπλωση της πρωτεΐνης.
Αριθμός συνδυασμών αμινοξέων
Χρησιμοποιούνται 20 αμινοξέα για την παρασκευή πρωτεϊνών. Ενώ υπάρχουν 20 n διαφορετικά πολυπεπτίδια που έχουν μήκος ν αμινοξέων, ένα πολύ μικρό κλάσμα των πρωτεϊνών που προκύπτουν θα είναι σταθερό. Οι περισσότεροι θα έχουν πολλά σχήματα με σχεδόν ισοδύναμα επίπεδα ενέργειας. Το να είναι σε θέση να αλλάζουν εύκολα το σχήμα για να υιοθετήσουν ένα διαφορετικό επίπεδο ενέργειας, δεν θα ήταν συνεπώς αρκετά σταθερό για να είναι χρήσιμο για τον οργανισμό. Ένα αμινοξύ σε λάθος μέρος μπορεί συνεπώς να καταστήσει μια πρωτεΐνη άχρηστη. Επομένως, οι περισσότερες μεταλλάξεις στο DNA δεν ωφελούν τον οργανισμό. Μόνο μέσω μιας τεράστιας προσπάθειας και λάθους είναι χρήσιμες οι πρωτεΐνες που εξελίχθηκαν.