Πώς κατασκευάζονται οι πρωτεΐνες από τα αμινοξέα
Οι πρωτεΐνες είναι μια βασική ομάδα χημικών μακρομορίων για την επιβίωση της ζωής. Συμμετέχουν στις περισσότερες μεταβολικές λειτουργίες του σώματος μας και κατασκευάζονται κυρίως από αμινοξέα. Αυτό το άρθρο διερευνά,
1. Σχέση μεταξύ πρωτεϊνών και αμινοξέων
2. Πώς κατασκευάζονται οι πρωτεΐνες από αμινοξέα
3. Πεπτιδικοί δεσμοί
Ποια είναι η σχέση μεταξύ πρωτεϊνών και αμινοξέων
Κάθε πρωτεΐνη είναι φτιαγμένη για μια συγκεκριμένη λειτουργία και η λειτουργία της εξαρτάται κυρίως από την τρισδιάστατη δομή της, η οποία συχνά αναφέρεται ως «αναδίπλωση πρωτεΐνης». Οι πρωτεΐνες διαφέρουν μεταξύ τους ανάλογα με την αλληλουχία αμινοξέων τους. Επομένως τα αμινοξέα είναι τα κύρια δομικά στοιχεία των πρωτεϊνών. Στη σύνθεση πρωτεϊνών χρησιμοποιούνται 22 αμινοξέα και είναι γνωστά ως «πρωτεϊνογόνα» αμινοξέα ή φυσικά αμινοξέα. Τα άλλα ονομάζονται μη πρωτεϊνογόνα αμινοξέα.
Πώς κατασκευάζονται οι πρωτεΐνες από αμινοξέα
Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, οι πρωτεΐνες είναι μια κατηγορία μακρομορίων. Ένα μακρομόριο είναι μια μεγάλη, πολυμερισμένη οντότητα. Ένα πολυμερές αποτελείται από μεμονωμένες μονάδες που ονομάζονται μονομερή. Επομένως, τα μονομερή των πρωτεϊνών είναι αμινοξέα. Τα αμινοξέα μπορούν να ενωθούν σε διαφορετικές αλληλουχίες για να σχηματίσουν μακρύτερες αλυσίδες που ονομάζονται πεπτιδικές αλυσίδες. Όταν τα αμινοξέα ενώνονται μεταξύ τους στις προεκτάσεις της αλυσίδας, ο τύπος δεσμού που σχηματίζουν ονομάζεται πεπτιδικός δεσμός, ο οποίος είναι ουσιαστικά αμιδικός δεσμός. δηλαδή (-[C=O]-NH-)
Η βασική δομή ενός αμινοξέος αποτελείται από κύριες ομάδες γύρω από το κεντρικό άτομο άνθρακα. Αυτές οι ομάδες περιλαμβάνουν μια ομάδα καρβοξυλικού οξέος (-COOH), μια ομάδα αμίνης (-NH2 ), μια ομάδα αλκυλίου (R) και ένα άτομο υδρογόνου. Όταν λαμβάνει χώρα η επέκταση της αλυσίδας για το σχηματισμό πεπτιδικών αλυσίδων, η ομάδα αμίνης και η ομάδα καρβοξυλικού οξέος ευθυγραμμίζονται με τρόπο από άκρο σε άκρο. Η καρβοξυλική ομάδα ενός αμινοξέος αντιδρά με την αμινομάδα ενός άλλου αμινοξέος για να σχηματίσει τους αμιδικούς δεσμούς που ονομάζονται πεπτιδικοί δεσμοί. Τα αμινοξέα διαφέρουν μεταξύ τους ανάλογα με τη φύση της αλκυλομάδας τους που δρα ως πλευρική αλυσίδα. Οι άλλες τρεις ομάδες γύρω από το κεντρικό άτομο άνθρακα είναι κοινές για όλα τα αμινοξέα. Επιπλέον, μεταξύ των 22 πρωτεϊνογόνων αμινοξέων, 9 από αυτά προσδιορίζονται ως απαραίτητα αμινοξέα καθώς δεν μπορούν να συντεθούν από τον ανθρώπινο οργανισμό με τη χρήση άλλων ενώσεων.
Τι είναι οι πεπτιδικοί δεσμοί
Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, ένας πεπτιδικός δεσμός είναι η κύρια αντίδραση μεταξύ των αμινοξέων στο σχηματισμό πρωτεϊνών. Ωστόσο, ο σχηματισμός πρωτεΐνης είναι μια διαδικασία πολλαπλών σταδίων. Μεμονωμένα αμινοξέα ενώνονται με άλλα αμινοξέα μέσω πεπτιδικών δεσμών για να σχηματίσουν πεπτιδικές αλυσίδες. Οι πολυπεπτιδικές αλυσίδες σχηματίζονται όταν αλληλεπιδρούν πολλές πεπτιδικές αλυσίδες. Αυτές οι πολυπεπτιδικές αλυσίδες σχηματίζουν μοναδικές φυσικές διαμοριακές αλληλεπιδράσεις μεταξύ τους, γεγονός που οδηγεί στη φυσική αναδίπλωση των πρωτεϊνών σε διαφορετικές τρισδιάστατες διαμορφώσεις. Αυτή η αναδίπλωση λειτουργεί ως δακτυλικό αποτύπωμα για κάθε πρωτεΐνη δίνοντάς της την ταυτότητά της.
Όταν δύο αμινοξέα αντιδρούν για να σχηματίσουν έναν πεπτιδικό δεσμό, η μονάδα που προκύπτει ονομάζεται διπεπτίδιο. Αυτή η απλή μονάδα αντίδρασης ονομάζεται αντίδραση συμπύκνωσης. Όταν η ομάδα καρβοξυλικού οξέος (-COOH) ενός αμινοξέος αντιδρά με την ομάδα αμίνης (-NH2 ) ενός άλλου αμινοξέος, σχηματίζεται ένας δεσμός αμιδίου/πεπτιδικός δεσμός με την απελευθέρωση ενός μορίου νερού. Αυτή η αντίδραση συμπύκνωσης καταναλώνει ενέργεια και η απαιτούμενη ενέργεια προέρχεται από το ATP που παράγεται στα ανθρώπινα κύτταρα.
Εικόνα Ευγενική προσφορά:
“Peptidformationball” Από τον GYassineMrabet Αυτή η διανυσματική εικόνα δημιουργήθηκε με το Inkscape. – Δική σας εργασία (Δημόσιος Τομέας) μέσω Commons Wikimedia
