Proteina është baza e jetës së qelizave dhe trupit. Duke kryer një numër të madh funksionesh në indet e gjalla, ai zbaton aftësitë e tij kryesore: rritjen, aktivitetin jetësor, lëvizjen dhe riprodhimin. Në këtë rast, vetë qeliza sintetizon një proteinë, monomeri i së cilës është një aminoacid. Pozicioni i saj në strukturën parësore të proteinës programohet nga kodi gjenetik, i cili trashëgohet. Edhe transferimi i gjeneve nga një qelizë nënë në një qelizë bijë është vetëm një shembull i transferimit të informacionit rreth strukturës së një proteine. Kjo e bën atë një molekulë që është themeli i jetës biologjike.
Karakteristikat e përgjithshme të strukturës së proteinave
Molekulat e proteinave të sintetizuara në një qelizë janë polimere biologjike.
Në një proteinë, monomeri është gjithmonë një aminoacid dhe kombinimi i tyre përbën zinxhirin primar të molekulës. Quhet struktura primare e një molekule proteine, e cila më vonë në mënyrë spontane ose nën veprimin e katalizatorëve biologjikë modifikohet në një strukturë dytësore, terciare ose domeni.
Struktura dytësore dhe terciare
Proteina dytësorestruktura është një modifikim hapësinor i zinxhirit primar i lidhur me formimin e lidhjeve hidrogjenore në rajonet polare. Për këtë arsye, zinxhiri paloset në sythe ose përdredhur në një spirale, e cila merr më pak hapësirë. Në këtë kohë, ngarkesa lokale e seksioneve të molekulës ndryshon, gjë që shkakton formimin e një strukture terciare - një globulare. Seksionet e shtrënguara ose spirale janë përdredhur në topa me ndihmën e lidhjeve disulfide.
Vetë topat ju lejojnë të formoni një strukturë të veçantë që nevojitet për të kryer funksionet e programuara. Është e rëndësishme që edhe pas një modifikimi të tillë, monomeri i proteinës të jetë një aminoacid. Kjo gjithashtu konfirmon se gjatë formimit të strukturës dytësore, dhe më pas terciare dhe kuaternare të proteinës, sekuenca primare e aminoacideve nuk ndryshon.
Karakterizimi i monomerëve të proteinave
Të gjitha proteinat janë polimere, monomeret e të cilave janë aminoacide. Këto janë komponime organike që ose sintetizohen nga një qelizë e gjallë ose hyjnë në të si lëndë ushqyese. Nga këto, një molekulë proteine sintetizohet në ribozome duke përdorur matricën e ARN-së të dërguar me një shpenzim të madh energjie. Vetë aminoacidet janë komponime me dy grupe kimike aktive: një radikal karboksil dhe një grup amino të vendosur në atomin alfa të karbonit. Është kjo strukturë që lejon që molekula të quhet një alfa-aminoacid i aftë për të formuar lidhje peptide. Monomerët e proteinave janë vetëm alfa-aminoacide.
Formimi i lidhjes peptide
Një lidhje peptide është një grup kimik molekular i formuar nga atomet e karbonit, oksigjenit, hidrogjenit dhe azotit. Formohet në procesin e ndarjes së ujit nga grupi karboksil i një alfa-aminoacidi dhe grupi amino i një tjetri. Në këtë rast, radikali hidroksil ndahet nga radikali karboksil, i cili, duke u kombinuar me protonin e grupit amino, formon ujë. Si rezultat, dy aminoacide lidhen me një lidhje polare kovalente CONH.
Vetëm alfa-aminoacide, monomere të proteinave të organizmave të gjallë, mund ta formojnë atë. Është e mundur të vëzhgohet formimi i një lidhjeje peptide në laborator, megjithëse është e vështirë të sintetizohet në mënyrë selektive një molekulë e vogël në tretësirë. Monomerët e proteinave janë aminoacide, dhe struktura e saj është e programuar nga kodi gjenetik. Prandaj, aminoacidet duhet të lidhen në një mënyrë të caktuar. Kjo është e pamundur në një zgjidhje në kushte ekuilibri kaotik, dhe për këtë arsye është ende e pamundur të sintetizohet artificialisht një proteinë komplekse. Nëse ka pajisje që lejon një renditje strikte të montimit të molekulës, mirëmbajtja e saj do të jetë mjaft e shtrenjtë.
Sinteza e proteinave në një qelizë të gjallë
Në një qelizë të gjallë, situata është e kundërt, pasi ajo ka një aparat të zhvilluar biosinteze. Këtu, monomeret e molekulave të proteinave mund të grumbullohen në molekula në një sekuencë strikte. Programohet nga kodi gjenetik i ruajtur në kromozome. Nëse është e nevojshme të sintetizohet një proteinë ose enzimë e caktuar strukturore, procesi i leximit të kodit të ADN-së dhe formimit të një matrice (dheARN) nga e cila sintetizohet proteina. Monomeri gradualisht do të bashkohet me zinxhirin polipeptid në rritje në aparatin ribozomal. Pas përfundimit të këtij procesi, do të krijohet një zinxhir mbetjesh aminoacide, të cilat spontanisht ose gjatë procesit enzimatik do të formojnë një strukturë dytësore, terciare ose domeni.
Rregullësitë e biosintezës
Duhen theksuar disa veçori të biosintezës së proteinave, transmetimit të informacionit trashëgues dhe zbatimit të tij. Ato qëndrojnë në faktin se ADN dhe ARN janë substanca homogjene të përbëra nga monomere të ngjashme. Përkatësisht, ADN-ja përbëhet nga nukleotide, ashtu si ARN. Kjo e fundit paraqitet në formën e ARN informative, transportuese dhe ribozomale. Kjo do të thotë se i gjithë aparati qelizor përgjegjës për ruajtjen e informacionit trashëgues dhe biosintezën e proteinave është një tërësi e vetme. Prandaj, bërthama qelizore me ribozome, të cilat janë gjithashtu molekula të ARN-së së domenit, duhet të konsiderohet si një aparat i tërë për ruajtjen e gjeneve dhe zbatimin e tyre.
Karakteristika e dytë e biosintezës së një proteine, monomeri i së cilës është një alfa-aminoacid, është përcaktimi i rendit të rreptë të lidhjes së tyre. Çdo aminoacid duhet të zërë vendin e tij në strukturën primare të proteinave. Kjo sigurohet nga aparati i përshkruar më sipër për ruajtjen dhe zbatimin e informacionit të trashëguar. Gabimet mund të ndodhin në të, por ato do të eliminohen me të. Në rast të montimit të gabuar, molekula do të shkatërrohet dhe biosinteza do të fillojë përsëri.
