Γιατί η εξέλιξη επέλεξε τα ένζυμα να είναι πρωτεΐνες και όχι υδατάνθρακες;
Εδώ είναι γιατί οι πρωτεΐνες ευνοήθηκαν πάνω από τους υδατάνθρακες:
* Ευελιξία και εξειδίκευση: Οι πρωτεΐνες έχουν μια αξιοσημείωτη ικανότητα να διπλώνουν σε σύνθετες τρισδιάστατες δομές. Αυτό επιτρέπει ένα ευρύ φάσμα σχημάτων και θέσεων δέσμευσης, επιτρέποντάς τους να αλληλεπιδρούν με συγκεκριμένα μόρια και να καταλύουν μια τεράστια σειρά χημικών αντιδράσεων. Οι υδατάνθρακες, από την άλλη πλευρά, έχουν πιο άκαμπτες δομές και είναι λιγότερο διαφορετικοί στα σχήματα τους.
* Διαφορετικότητα αμινοξέων: Οι πρωτεΐνες είναι κατασκευασμένες από 20 διαφορετικά αμινοξέα, το καθένα με μοναδικές χημικές ιδιότητες. Αυτή η ποικιλομορφία παρέχει μια πλούσια παλέτα για τη δημιουργία ενζύμων με διαφορετικές λειτουργίες και εξειδικεύσεις. Οι υδατάνθρακες αποτελούνται μόνο από μερικά διαφορετικά μονομερή ζάχαρης, περιορίζοντας τις δομικές και λειτουργικές δυνατότητές τους.
* Δυναμική φύση: Οι πρωτεΐνες μπορούν να υποβληθούν σε μεταβολές διαμόρφωσης ως απόκριση στο περιβάλλον τους, επιτρέποντάς τους να προσαρμοστούν στις μεταβαλλόμενες συνθήκες και να αλληλεπιδρούν με διαφορετικά μόρια. Αυτή η δυναμική φύση είναι απαραίτητη για την καταλυτική τους λειτουργία. Οι υδατάνθρακες είναι γενικά λιγότερο ευέλικτοι και λιγότερο ανταποκρίνονται στις περιβαλλοντικές αλλαγές.
* Εξελικτικό πλεονέκτημα: Η ικανότητα εξελίξεως και προσαρμογής είναι ζωτικής σημασίας για την επιβίωση. Οι πρωτεΐνες, με τη διαφορετική σύνθεση αμινοξέων και τη δυναμική δομή τους, μπορούν εύκολα να μεταλλαχθούν και να εξελίξουν νέες λειτουργίες. Οι υδατάνθρακες, με τις περιορισμένες δομικές δυνατότητές τους, είναι λιγότερο προσαρμόσιμοι.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι οι υδατάνθρακες διαδραματίζουν κρίσιμους ρόλους σε βιολογικά συστήματα, συμπεριλαμβανομένης της αποθήκευσης ενέργειας και της κυτταρικής δομής. Ωστόσο, η δομή και οι ιδιότητές τους δεν τις καθιστούν κατάλληλες για τις πολύπλοκες καταλυτικές λειτουργίες που απαιτούνται από τα ένζυμα.
Ως εκ τούτου, η εμφάνιση πρωτεϊνών ως πρωτογενών δομικών στοιχείων για τα ένζυμα ήταν ένα φυσικό αποτέλεσμα της εξέλιξης, που οδηγείται από τα πλεονεκτήματα της δομικής ευελιξίας τους, της χημικής ποικιλομορφίας και της προσαρμοστικότητας.
