Proteinat janë polimere biologjike me strukturë komplekse. Ato kanë një peshë të lartë molekulare dhe përbëhen nga aminoacide, grupe protetike të përfaqësuara nga vitamina, përfshirje lipide dhe karbohidrate. Proteinat që përmbajnë karbohidrate, vitamina, metale ose lipide quhen komplekse. Proteinat e thjeshta përbëhen vetëm nga aminoacide të lidhura me lidhje peptide.
Peptide
Pavarësisht se çfarë strukture ka një substancë, monomeret e proteinave janë aminoacide. Ato formojnë zinxhirin bazë polipeptid, nga i cili më pas formohet struktura fibrilare ose globulare e proteinës. Në të njëjtën kohë, proteina mund të sintetizohet vetëm në indet e gjalla - në qeliza bimore, bakteriale, kërpudhore, shtazore dhe të tjera.
Të vetmit organizma që nuk mund të kombinojnë monomerët e proteinave janë viruset dhe protozoarët. Të gjithë të tjerët janë në gjendje të formojnë proteina strukturore. Por cilat substanca janë monomeret e proteinave dhe si formohen ato? Lexoni për këtë dhe për biosintezën e proteinave, për polipeptidet dhe formimin e një strukture komplekse proteinike, për aminoacidet dhe vetitë e tyre.më poshtë.
Monomeri i vetëm i një molekule proteine është çdo alfa-aminoacid. Një proteinë është një polipeptid, një zinxhir aminoacidesh të lidhura. Në varësi të numrit të aminoacideve të përfshira në formimin e tij, izolohen dipeptidet (2 mbetje), tripeptidet (3), oligopeptidet (përmban nga 2-10 aminoacide) dhe polipeptidet (shumë aminoacide).
Përmbledhje e strukturës së proteinave
Struktura e proteinave mund të jetë primare, pak më komplekse - dytësore, edhe më komplekse - terciare dhe më komplekse - kuaternare.
Struktura parësore është një zinxhir i thjeshtë në të cilin monomerët e proteinave (aminoacidet) lidhen përmes një lidhjeje peptide (CO-NH). Struktura dytësore është palosje alfa spirale ose beta. Terciari është një strukturë proteinike tre-dimensionale edhe më e ndërlikuar, e cila u formua nga ajo sekondare për shkak të formimit të lidhjeve kovalente, jonike dhe hidrogjenit, si dhe ndërveprimeve hidrofobike.
Struktura kuaternare është më komplekse dhe është karakteristike për proteinat receptore të vendosura në membranat qelizore. Kjo është një strukturë supramolekulare (domeni) e formuar si rezultat i kombinimit të disa molekulave me një strukturë terciare, të plotësuar me grupe karbohidratesh, lipide ose vitaminash. Në këtë rast, si në rastin e strukturave parësore, dytësore dhe terciare, monomerët e proteinave janë alfa-aminoacide. Ata janë gjithashtu të lidhur me lidhje peptide. I vetmi ndryshim është kompleksiteti i strukturës.
Amino acide
Monomerët e vetëmmolekulat e proteinave janë aminoacide alfa. Janë vetëm 20 prej tyre, dhe ato janë pothuajse baza e jetës. Falë shfaqjes së lidhjes peptide, sinteza e proteinave u bë e mundur. Dhe vetë proteina më pas filloi të kryejë funksione strukturore, receptore, enzimatike, transportuese, ndërmjetëse dhe funksione të tjera. Falë kësaj, një organizëm i gjallë funksionon dhe është në gjendje të riprodhohet.
Vetë aminoacidi alfa është një acid karboksilik organik me një grup amino të lidhur me atomin alfa të karbonit. Ky i fundit ndodhet pranë grupit karboksil. Në këtë rast, monomerët e proteinave konsiderohen si substanca organike në të cilat atomi terminal i karbonit mbart si një grup amine ashtu edhe një grup karboksil.
Lidhja e aminoacideve në peptide dhe proteina
Aminoacidet janë të lidhura në dimere, trimere dhe polimere nëpërmjet një lidhjeje peptide. Formohet nga ndarja e një grupi hidroksil (-OH) nga vendi karboksil i një alfa-aminoacidi dhe hidrogjeni (-H) nga grupi amino i një tjetër alfa-amino acidi. Si rezultat i ndërveprimit, uji ndahet dhe një vend C=O me një elektron të lirë pranë karbonit të mbetjes karboksil mbetet në skajin karboksil. Në grupin amino të një acidi tjetër, ekziston një mbetje (NH) me një radikal të lirë ekzistues në atomin e azotit. Kjo lejon që dy radikale të lidhen për të formuar një lidhje (CONH). Quhet peptid.
Variantet e aminoacideve alfa
Ka 23 alfa-aminoacide të njohura. Ata janëtë listuara si: glicinë, valinë, alaninë, izolelinë, leucinë, glutamat, aspartat, ornitinë, treonine, serinë, lizinë, cistinë, cisteinë, fenilalaninë, metioninë, tirozinë, prolinë, triptofan, hidroksiprolinë, argininë, paramine dhe, si, Në varësi të faktit nëse ato mund të sintetizohen nga trupi i njeriut, këto aminoacide ndahen në jo thelbësore dhe jo thelbësore.
Koncepti i aminoacideve jothelbësore dhe thelbësore
Lëndët e zëvendësueshme mund të sintetizohen nga trupi i njeriut, ndërsa gjërat thelbësore duhet të vijnë vetëm nga ushqimi. Në të njëjtën kohë, acidet thelbësore dhe jo thelbësore janë të rëndësishme për biosintezën e proteinave, sepse pa to sinteza nuk mund të përfundojë. Pa një aminoacid, edhe nëse të gjithë të tjerët janë të pranishëm, është e pamundur të ndërtohet saktësisht proteina që i nevojitet qelizës për të kryer funksionet e saj.
Një gabim në cilindo nga fazat e biosintezës - dhe proteina nuk është më e përshtatshme, sepse nuk do të jetë në gjendje të grumbullohet në strukturën e dëshiruar për shkak të shkeljes së densitetit elektronik dhe ndërveprimeve ndëratomike. Prandaj, është e rëndësishme që një person (dhe organizma të tjerë) të konsumojë ushqime proteinike që përmbajnë aminoacide thelbësore. Mungesa e tyre në ushqim çon në një sërë çrregullimesh të metabolizmit të proteinave.
Procesi i formimit të një lidhje peptide
Monomerët e vetëm të proteinave janë alfa-aminoacidet. Ato gradualisht kombinohen në një zinxhir polipeptid, struktura e të cilit ruhet paraprakisht në kodin gjenetik të ADN-së (ose ARN-së, nëse merret parasysh biosinteza bakteriale). Një proteinë është një sekuencë strikte e mbetjeve të aminoacideve. Ky është një zinxhir i urdhëruar në një të caktuarnjë strukturë që kryen një funksion të para-programuar në një qelizë.
Sekuenca e hapave të biosintezës së proteinave
Procesi i formimit të proteinave përbëhet nga një zinxhir hapash: replikimi i një seksioni të ADN-së (ose ARN-së), sinteza e ARN-së së tipit të informacionit, lirimi i saj në citoplazmën e qelizës nga bërthama, lidhja me ribozomin dhe ngjitja graduale e mbetjeve të aminoacideve që furnizohen nga ARN transferuese. Një substancë që është një monomer proteine merr pjesë në reaksionin enzimatik të eliminimit të një grupi hidroksil dhe një protoni hidrogjeni, dhe më pas bashkohet me zinxhirin polipeptid në rritje.
Kështu, përftohet një zinxhir polipeptid, i cili, tashmë në rrjetën endoplazmatike qelizore, renditet në një strukturë të paracaktuar dhe plotësohet me një mbetje karbohidrate ose lipide, nëse kërkohet. Ky quhet procesi i "pjekjes" së proteinës, pas së cilës ajo dërgohet nga sistemi qelizor transportues në destinacionin e saj.
Funksionet e proteinave të sintetizuara
Monomerët e proteinave janë aminoacidet e nevojshme për të ndërtuar strukturën e tyre parësore. Struktura dytësore, terciare dhe kuaternare tashmë është formuar vetvetiu, megjithëse ndonjëherë kërkon edhe pjesëmarrjen e enzimave dhe substancave të tjera. Megjithatë, ato nuk janë më thelbësore, megjithëse janë thelbësore që proteinat të kryejnë funksionin e tyre.
Aminoacidi, i cili është një monomer proteinash, mund të ketë vende ngjitjeje për karbohidratet, metalet ose vitaminat. Formimi i një strukture terciare ose kuaternare bën të mundur gjetjen edhe më të madhe të vendeve për grupet e futjes. Kjo ju lejon të krijoni ngaderivat i proteinës që luan rolin e një enzime, receptori, bartës të substancave brenda ose jashtë një qelize, imunoglobulinë, përbërës strukturor i një membrane ose organeleje qelizore, proteinë muskulore.
Proteinat, të formuara nga aminoacidet, janë baza e vetme e jetës. Dhe sot besohet se jeta sapo u shfaq pas shfaqjes së aminoacidit dhe si rezultat i polimerizimit të tij. Në fund të fundit, është ndërveprimi ndërmolekular i proteinave që është fillimi i jetës, duke përfshirë jetën inteligjente. Të gjitha proceset e tjera biokimike, duke përfshirë edhe ato energjitike, janë të nevojshme për zbatimin e biosintezës së proteinave dhe si rrjedhojë, vazhdimin e mëtejshëm të jetës.
