Περιεχόμενο
- Πώς προσδιορίζεται η ακολουθία αμινοξέων
- Επιλέγοντας τα αμινοξέα
- Διαφορετικές δυνατότητες πρωτεϊνών
- Η διαφορά σε μια πρωτεΐνη
- Γιατί η σειρά είναι σημαντική
Οι πρωτεΐνες είναι από τις σημαντικότερες χημικές ουσίες σε όλες τις ζωές του πλανήτη. Η δομή των πρωτεϊνών μπορεί να ποικίλει πολύ. Κάθε πρωτεΐνη, ωστόσο, αποτελείται από πολλά από τα 20 διαφορετικά αμινοξέα. Παρόμοια με τα γράμματα στο αλφάβητο, η σειρά των αμινοξέων σε μια πρωτεΐνη παίζει σημαντικό ρόλο στον τρόπο με τον οποίο θα λειτουργήσει η τελική δομή. Οι πρωτεΐνες μπορεί να έχουν εκατοντάδες αμινοξέα, έτσι οι πιθανότητες είναι σχεδόν ατελείωτες, όπως θα εξετάσουμε μέσα.
Πώς προσδιορίζεται η ακολουθία αμινοξέων
Μπορεί να έχετε μια γενική ιδέα ότι το DNA είναι η γενετική βάση για όλα όσα είστε. Αυτό που μπορεί να μην συνειδητοποιήσετε είναι ότι η μόνη λειτουργία του DNA είναι να καθορίσει τελικά τη σειρά των αμινοξέων που πηγαίνουν σε όλες τις πρωτεΐνες που σας κάνουν ποιοι είστε. Το DNA είναι απλώς μακριές αλυσίδες τεσσάρων νουκλεοτιδίων που επαναλαμβάνονται ξανά και ξανά. Αυτά τα τέσσερα νουκλεοτίδια είναι αδενίνη, θυμίνη, γουανίνη και κυτοσίνη και αντιπροσωπεύονται συνήθως με τα γράμματα ATGC. Ανεξάρτητα από το πόσο καιρό είναι το DNA σας, το σώμα "διαβάζει" αυτά τα νουκλεοτίδια σε ομάδες τριών και κάθε τρία νουκλεοτίδια κωδικοποιούν ένα συγκεκριμένο αμινοξύ. Επομένως, μια αλληλουχία 300 νουκλεοτιδίων τελικά θα κωδικοποιούσε πρωτεΐνη μήκους 100 αμινοξέων.
Επιλέγοντας τα αμινοξέα
Τελικά, το DNA σας εκτοξεύει μικρότερα αντίγραφα του ίδιου του, γνωστά ως αγγελιοφόρο RNA ή mRNA, τα οποία πηγαίνουν στα ριβόσωμα στα κύτταρα σας όπου παράγονται πρωτεΐνες. Το RNA χρησιμοποιεί την ίδια αδενίνη, γουανίνη και κυτοσίνη ως DNA, αλλά χρησιμοποιεί μια χημική ουσία που ονομάζεται ουρακίλη αντί για θυμίνη. Αν παίζετε με τα γράμματα Α, U, G και C και τα αναδιοργανώνετε σε ομάδες των τριών, θα διαπιστώσετε ότι υπάρχουν 64 δυνατοί συνδυασμοί με ξεχωριστή σειρά. Κάθε ομάδα τριών είναι γνωστή ως κωδικόνιο. Οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει ένα γράφημα που σας επιτρέπει να δείτε ποιο αμινοξύ αντιστοιχεί σε ένα συγκεκριμένο κωδικόνιο. Το σώμα σας γνωρίζει ότι εάν το mRNA διαβάζει "CCU", ένα αμινοξύ που ονομάζεται προλίνη θα πρέπει να προστεθεί σε αυτό το σημείο, αλλά εάν διαβάζει "CUC", θα πρέπει να προστεθεί η λευκίνη αμινοξέων. Για να δείτε ολόκληρο το γράφημα κωδικών, ανατρέξτε στην ενότητα αναφοράς στο κάτω μέρος της σελίδας.
Διαφορετικές δυνατότητες πρωτεϊνών
Μια πρωτεΐνη μπορεί να είναι απλά μια αλυσίδα αμινοξέων, αλλά μερικές περίπλοκες πρωτεΐνες είναι στην πραγματικότητα πολλαπλά σκέλη αμινοξέων ενωμένα μεταξύ τους. Επιπλέον, οι πρωτεΐνες είναι διαφορετικού μήκους, με μερικές μόνο μερικά αμινοξέα και άλλα με μήκος πάνω από 100 αμινοξέα. Επιπλέον, όχι κάθε πρωτεΐνη χρησιμοποιεί και τα είκοσι αμινοξέα. Μια πρωτεΐνη θα μπορούσε πιθανότατα να είναι εκατό αμινοξέα, αλλά να χρησιμοποιεί μόνο οκτώ ή δέκα διαφορετικά αμινοξέα. Λόγω όλων αυτών των δυνατοτήτων, υπάρχουν κυριολεκτικά άπειροι αριθμοί πιθανών μεταλλαγών που θα μπορούσαν να είναι πρωτεΐνες. Στη φύση, μπορεί να υπάρχει ένας πεπερασμένος αριθμός πρωτεϊνών. Ωστόσο, ο αριθμός των πραγματικών πρωτεϊνών που υπάρχουν είναι στα δισεκατομμύρια, αν όχι περισσότερο.
Η διαφορά σε μια πρωτεΐνη
Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί έχουν DNA και όλοι χρησιμοποιούν τα ίδια 20 αμινοξέα για να δημιουργήσουν τις πρωτεΐνες που είναι απαραίτητες για τη ζωή. Έτσι, μπορεί να ειπωθεί ότι τα βακτήρια, τα φυτά, οι μύγες και ο άνθρωπος έχουν όλα τα ίδια βασικά δομικά στοιχεία της ζωής. Η μόνη διαφορά μεταξύ μιας μύγας και ενός ανθρώπου είναι η σειρά του DNA και επομένως η σειρά των πρωτεϊνών. Ακόμη και στους ανθρώπους, οι πρωτεΐνες ποικίλλουν δραστικά. Η πρωτεΐνη κάνει τα μαλλιά και τα νύχια μας, αλλά παράγει και τα ένζυμα στο σάλιο μας. Οι πρωτεΐνες αποτελούν την καρδιά μας και το συκώτι μας. Η ποικιλία των δομικών και λειτουργικών χρήσεων της πρωτεΐνης είναι σχεδόν απεριόριστη.
Γιατί η σειρά είναι σημαντική
Η σειρά των αμινοξέων είναι εξίσου σημαντική για τις πρωτεΐνες καθώς η σειρά των γραμμάτων είναι σημαντική για τις λέξεις. Εξετάστε τον όρο "Santa" και ό, τι σχετίζεται με αυτό. Η απλή αναδιάταξη των γραμμάτων μπορεί να δώσει τον όρο "Σατανάς", ο οποίος έχει δραστικά διαφορετική σημασία. Δεν διαφέρει για τα αμινοξέα. Κάθε αμινοξύ έχει διαφορετικό τρόπο αντίδρασης με τους άλλους. Μερικοί σαν νερό, μερικά μίσος νερό, και τα διάφορα αμινοξέα μπορούν να αλληλεπιδρούν όπως πόλοι σε ένα μαγνήτη όπου κάποιοι προσελκύουν και άλλοι απωθούν. Σε μοριακό επίπεδο, τα αμινοξέα συμπυκνώνονται κάτω σε σπειροειδή ή σε σχήμα φύλλου. Εάν τα αμινοξέα δεν τους αρέσει να είναι δίπλα-δίπλα, αυτό μπορεί να αλλάξει δραστικά το σχήμα του μορίου. Τελικά, το σχήμα του μορίου είναι πραγματικά μητρικό. Η αμυλάση, μια πρωτεΐνη στο σάλιο σας, μπορεί να αρχίσει να σπάει τους υδατάνθρακες στο φαγητό σας, αλλά δεν μπορεί να αγγίξει τα λίπη. Η πεψίνη, μια πρωτεΐνη στους χυμούς του στομάχου, μπορεί να σπάσει τις πρωτεΐνες, αλλά δεν μπορεί να σπάσει τους υδατάνθρακες. Η σειρά των αμινοξέων δίνει στη πρωτεΐνη τη δομή της και η δομή δίνει στη πρωτεΐνη τη λειτουργία της.