Πώς διακρίνονται οι πρωτεΐνες μεταξύ τους

Διαφορετικοί συνδυασμοί αμινοξέων δίνουν διαφορετικές ιδιότητες στις πρωτεΐνες. Επομένως, το κύριο χαρακτηριστικό που θα πρέπει να χρησιμοποιείται για τη διάκριση των πρωτεϊνών μεταξύ τους είναι η αλληλουχία αμινοξέων των πρωτεϊνών. Ωστόσο, οι πρωτεΐνες διακρίνονται από το μέγεθός τους και τις βιοχημικές τους ιδιότητες επίσης.

Οι πρωτεΐνες είναι ο κύριος τύπος βιολογικών μορίων που χρησιμεύουν ως δομικά, λειτουργικά καθώς και ρυθμιστικά μόρια μέσα στο κύτταρο. Κάθε πρωτεΐνη αποτελείται από μια πολυπεπτιδική αλυσίδα διπλωμένη σε δευτεροταγείς και τριτοταγείς δομές για να παράγει ένα τρισδιάστατο μόριο. Ενώ είναι ένα λειτουργικό μόριο, η τριτοταγής δομή των πρωτεϊνών αλληλεπιδρά με άλλα πρωτεϊνικά μόρια ή συμπαράγοντες, σχηματίζοντας την τεταρτοταγή δομή. Ο κύριος καθοριστικός παράγοντας της δομής και της λειτουργίας ενός συγκεκριμένου μορίου πρωτεΐνης είναι η αλυσίδα αμινοξέων του. Έτσι, οι διαφορές μεταξύ των πρωτεϊνών πηγάζουν από την αλληλουχία αμινοξέων τους. Αυτό το άρθρο περιγράφει πώς διακρίνονται οι πρωτεΐνες μεταξύ τους.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι οι Πρωτεΐνες
      – Ορισμός, Δομή, Συνάρτηση
2. Πώς διακρίνονται οι πρωτεΐνες η μία από την άλλη
     – Αλληλουχία αμινοξέων, μέγεθος, βιοχημικές ιδιότητες

Βασικοί όροι:Αλληλουχία αμινοξέων, Βιοχημικές ιδιότητες, Πολυπεπτιδική Αλυσίδα, Πρωτεΐνες, Μέγεθος

Τι είναι οι πρωτεΐνες

Οι πρωτεΐνες είναι μεγάλες οργανικές ενώσεις με άτομα αζώτου. Μπορούν να αποτελούνται από μία ή δύο αλυσίδες αμινοξέων. Κάθε αλυσίδα αμινοξέων αποτελείται από την εναλλακτική συναρμολόγηση καθολικών αμινοξέων. Οι πρωτεΐνες ονομάζονται επίσης πολυπεπτιδικές αλυσίδες αφού σχηματίζεται ένας πεπτιδικός δεσμός μεταξύ αμινο ομάδων και ομάδων καρβοξυλικού οξέος γειτονικών αμινοξέων. Τυπικά, ένα φυσικό πολυπεπτίδιο μπορεί να περιέχει περίπου 50 – 2000 αμινοξέα. Οι πρωτεΐνες είναι πολύ σύνθετοι και δυναμικοί τύποι μορίων, που αποτελούνται από τέσσερα δομικά επίπεδα:πρωτογενή, δευτερογενή, τριτογενή και τεταρτοταγή δομή. Η τρισδιάστατη δομή των πρωτεϊνών φαίνεται στο σχήμα 1 .

Εικόνα 1:Δομή πρωτεΐνης

Οι άνθρωποι έχουν 20.000 έως 25.000 γονίδια που κωδικοποιούν πρωτεΐνες. Περίπου 2 εκατομμύρια διαφορετικών τύπων πρωτεΐνης μπορούν να συντεθούν από αυτό. Ωστόσο, το ανθρώπινο σώμα αποτελείται από περίπου 50.000 πρωτεΐνες.

Οι πρωτεΐνες μπορούν να καταναλωθούν ως πλήρεις πρωτεΐνες ή ως ατελείς πρωτεΐνες. Οι πλήρεις πρωτεΐνες αποτελούνται από όλα τα απαραίτητα αμινοξέα. Ωστόσο, οι ατελείς πρωτεΐνες στερούνται κάποια απαραίτητα αμινοξέα. Οι διατροφικές πρωτεΐνες διασπώνται σε αμινοξέα κατά τη διάρκεια της πέψης. Οι πρωτεΐνες χρησιμεύουν ως δομικό συστατικό ενός κυττάρου. Ρυθμίζουν επίσης τις λειτουργίες του σώματος ως ορμόνες και ένζυμα. Χρησιμεύουν επίσης ως μεταφορικά μόρια όπως η αιμοσφαιρίνη. Ορισμένες πρωτεΐνες είναι συστατικά του ανοσοποιητικού συστήματος.

Πώς διακρίνονται οι πρωτεΐνες η μία από την άλλη

Διαφορετικοί συνδυασμοί αμινοξέων δίνουν διαφορετικές ιδιότητες στις πρωτεΐνες. Επομένως, το κύριο χαρακτηριστικό που θα πρέπει να χρησιμοποιείται για τη διάκριση των πρωτεϊνών μεταξύ τους είναι η αλληλουχία αμινοξέων των πρωτεϊνών. Ωστόσο, οι πρωτεΐνες μπορούν να διακριθούν από το μέγεθός τους και τις βιοχημικές τους ιδιότητες επίσης.

Αλληλουχία αμινοξέων

Οι πρωτεΐνες αποτελούνται από μια σειρά αμινοξέων. Η αλληλουχία της αλυσίδας αμινοξέων προσδιορίζεται από την αλληλουχία των νουκλεοτιδίων του γονιδίου που κωδικοποιείται για τη συγκεκριμένη πρωτεΐνη. Επομένως, για να γίνει διαφοροποίηση μεταξύ δύο πρωτεϊνών, μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι αντίστοιχες γονιδιακές αλληλουχίες. Οι δευτεροταγείς, τριτοταγείς και τεταρτοταγείς δομές των πρωτεϊνών διαφέρουν ανάλογα με την αλληλουχία αμινοξέων τους.

Μέγεθος

Οι πρωτεΐνες μπορούν να διακριθούν χωρίζοντάς τες με βάση το μέγεθός τους. Το μέγεθος της πρωτεΐνης εξαρτάται από τον αριθμό των αμινοξέων στην πολυπεπτιδική αλυσίδα. Το SDS-PAGE είναι η τεχνική που χρησιμοποιείται στον διαχωρισμό των πρωτεϊνών με βάση το μέγεθός τους. Ο διαχωρισμός πρωτεϊνών στο SDS-PAGE φαίνεται στην εικόνα 2.

Εικόνα 2:SDS-PAGE

Βιοχημικές ιδιότητες

Οι βιοχημικές ιδιότητες διαφορετικών πρωτεϊνών, όπως η ενζυματική δραστηριότητα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη διάκριση των πρωτεϊνών μεταξύ τους. Με βάση τις βιοχημικές ιδιότητες των αμινοξέων στην πολυπεπτιδική αλυσίδα μιας συγκεκριμένης αλυσίδας ποικίλλουν οι βιοχημικές του ιδιότητες. Για το λόγο αυτό, το ισοηλεκτρικό σημείο των πρωτεϊνών μπορεί επίσης να διαφέρει μεταξύ τους. Ισοηλεκτρικό σημείο είναι το pH στο οποίο το καθαρό φορτίο της πολυπεπτιδικής αλυσίδας γίνεται μηδέν. Στο ισοηλεκτρικό σημείο, οι πρωτεΐνες καθιζάνουν από τα διαλύματά τους.

Συμπέρασμα

Οι πρωτεΐνες είναι οργανικές ενώσεις που αποτελούνται από μια πολυπεπτιδική αλυσίδα. Η δομή της πρωτεΐνης εξαρτάται από την αλληλουχία αμινοξέων της πρωτεΐνης. Οι ιδιότητες των πρωτεϊνών εξαρτώνται από τον τύπο των αμινοξέων στην πολυπεπτιδική αλυσίδα. Επομένως, για να διακρίνουμε τις πρωτεΐνες μεταξύ τους, μπορούν να χρησιμοποιηθούν παράγοντες όπως η αλληλουχία αμινοξέων, το μέγεθος και οι βιοχημικές ιδιότητες των πρωτεϊνών.

Αναφορά:

1. Lodish, Harvey. «Λειτουργικός σχεδιασμός πρωτεϊνών». Μοριακή κυτταρική βιολογία. 4η Έκδοση. , U.S. National Library of Medicine, 1 Ιανουαρίου 1970, Διαθέσιμο εδώ.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. «Επίπεδα κύριας δομής πρωτεΐνης en» Από LadyofHats (Δημόσιος Τομέας) μέσω του Commons Wikimedia
2. «SDS-PAGE» Από τον χρήστη Magnus Manske στο en.wikipedia – Αρχικά από το en.wikipedia; Η σελίδα περιγραφής είναι (ήταν) εδώ (CC BY-SA 3.0) μέσω του Commons Wikimedia