Sisältö
- Proteiinin tuotanto aminohapoista
- Peptidisidos aminohappojen välillä
- Aminohappojen sivuketjut
- Aminohappojärjestys ja proteiinien taittaminen
- Sivuketjut ja taitto
- Aminohappoyhdistelmien lukumäärä
Aminohappojen pitkiä ketjuja tai polymeerejä kutsutaan proteiineiksi (vaikka proteiinien ei tarvitse olla yksinomaan aminohappoja). Aminohapot yhdistetään sillä, mikä on ”peptidisidoksia”. Aminohappojen järjestys määritetään nukleotidien järjestyksellä (geneettinen “aakkoset”) DNA-geenissä, joka puolestaan määrittelee kuinka proteiini taittuu ja toimii.
Proteiinin tuotanto aminohapoista
Aminohappojen yhdistämisprosessi proteiineihin alkaa solun ytimestä. Geenin Messenger-RNA (mRNA) luodaan käyttämällä DNA-osaa templaattina. MRNA kulkee sitten ytimen ulkopuolella proteiinien valmistajille, joita kutsutaan “ribosomeiksi”. Täältä valmistetaan proteiineja. Siirrä RNA (tRNA) ribosomeissa, sitoo sitten aminohapot mRNA: hon. Pohjimmiltaan mRNA: ta käytetään templaattina proteiinin rakentamiseksi.
Peptidisidos aminohappojen välillä
Aminohapot yhdistetään päästä hännään pitkissä lineaarisissa polymeereissä. Erityisesti yhden aminohapon karboksyylihapporyhmä (-CO) sitoutuu seuraavan aminoryhmään (-NH). Tätä sidosta kutsutaan ”peptidisidokseksi”. Sellaisia aminohappoketjuja kutsutaan “polypeptideiksi”.
Aminohappojen sivuketjut
Aminohapoilla on sivuketjut kiinnittyneinä hiiliatomiin. Näillä sivuketjuilla on erilaisia sähköstaattisia (sidos) ominaisuuksia. Tämä on tärkeää siinä, kuinka alun perin lineaarinen proteiini taittuu, kun se vapautetaan mRNA-templaatistaan.
Aminohappojärjestys ja proteiinien taittaminen
Proteiinin muoto määritetään aminohapposekvenssin avulla. Pitkän polypeptidiketjun sidokset sallivat atomien vapaan pyörimisen, mikä antaa proteiinin rungolle suuren joustavuuden. Useimmat polypeptidiketjut kuitenkin taittuvat vain yhteen muotoon, ja suurin osa heistä tekee niin spontaanisti.
Sivuketjut ja taitto
Taitto määritetään aminohappojen sivuketjujen järjestyksessä. Nämä sivuketjut ovat vuorovaikutuksessa kunkin ja solun veden kanssa. Polaarisilla sivuketjuilla on taipumus kiertyä kohti vettä. Epäpolaariset sivuketjut muuttuvat proteiinikuulan keskikohdaksi, sillä ne ovat hydrofobisia (pitämättä vettä). Polaaristen ja ei-polaaristen kohtien jakautuminen on siksi yksi tärkeimmistä tekijöistä, jotka ohjaavat proteiinin laskostumista.
Aminohappoyhdistelmien lukumäärä
20 aminohappoa käytetään proteiinien valmistukseen. Vaikka on 20 ^ n erilaista polypeptidiä, jotka ovat n aminohappoa pitkiä, hyvin pieni osa tuloksena olevista proteiineista olisi stabiileja. Suurimmalla osalla olisi lukuisia muotoja, joiden energiateho olisi lähes sama. Koska ne pystyvät muuttamaan muotoaan helposti omaksuakseen erilaisen energiatason, ne eivät siksi olisi riittävän vakaita, jotta ne olisivat hyödyllisiä organismille. Yksi aminohappo väärässä paikassa voi siten tehdä proteiinista käyttökelvottoman. Siksi suurin osa DNA: n mutaatioista ei hyödy organismin toimintaa. Hyödyllisiä proteiineja kehittyy vain valtavan määrän kokeiden ja virheiden kautta.