Содержание
- Производство белка из аминокислот
- Пептидная связь между аминокислотами
- Боковые цепи аминокислот
- Порядок аминокислот и сворачивание белка
- Боковые цепи и складывание
- Количество аминокислотных комбинаций
Длинные цепи или полимеры аминокислот называются белками (хотя белки не обязательно должны быть исключительно аминокислотами). Аминокислоты связаны между собой «пептидными связями». Порядок аминокислот определяется порядком нуклеотидов (генетического «алфавита») в гене ДНК, которые, в свою очередь, определяют, как белок складывается и функционирует.
Производство белка из аминокислот
Процесс связывания аминокислот в белки начинается в ядре клетки. Messenger RNA (мРНК) для гена создается с использованием участка ДНК в качестве матрицы. Затем мРНК перемещается за пределы ядра производителям белка, называемым «рибосомами». Именно здесь производится белок. В рибосомах перенос РНК (тРНК) затем прикрепляет аминокислоты к мРНК. По сути, мРНК используется в качестве матрицы для построения белка.
Пептидная связь между аминокислотами
Аминокислоты соединяются между собой в длинные линейные полимеры. В частности, группа карбоновой кислоты (-CO) одной аминокислоты присоединяется к аминогруппе (-NH) следующей. Эта связь называется «пептидной связью». Такие цепочки аминокислот называются «полипептидами».
Боковые цепи аминокислот
Аминокислоты имеют боковые цепи, связанные с центральным атомом углерода. Эти боковые цепи имеют разные электростатические (связующие) характеристики. Это важно в том, как изначально линейный белок сворачивается при высвобождении из своей матрицы мРНК.
Порядок аминокислот и сворачивание белка
Форма белка определяется аминокислотной последовательностью. Связи в длинной полипептидной цепи обеспечивают свободное вращение атомов, что обеспечивает большую гибкость основной цепи белка. Однако большинство полипептидных цепей складываются только в одну форму, и большинство из них делают это спонтанно.
Боковые цепи и складывание
Сгибание определяется порядком боковых цепей аминокислот. Эти боковые цепи взаимодействуют с каждым и водой в клетке. Полярные боковые цепи имеют тенденцию выворачиваться лицом к воде. Неполярные боковые цепи превращаются в центр белкового шара, будучи гидрофобными (не любит воду). Поэтому распределение полярных и неполярных сайтов является одним из наиболее важных факторов, регулирующих укладку белка.
Количество аминокислотных комбинаций
20 аминокислот используются для производства белков. В то время как есть 20 ^ n различных полипептидов, которые имеют длину n аминокислот, очень небольшая часть полученных белков будет стабильной. Большинство из них имеют многочисленные формы с почти эквивалентными уровнями энергии. Будучи способными легко изменять форму, чтобы принять другой энергетический уровень, они, следовательно, не будут достаточно стабильными, чтобы быть полезными для организма. Поэтому одна аминокислота в неправильном месте может сделать белок бесполезным. Поэтому большинство мутаций в ДНК не приносят пользу организму. Только благодаря огромному количеству проб и ошибок эволюционировали полезные белки.