Ang
Protein ang batayan ng buhay ng selula at katawan. Nagsasagawa ng isang malaking bilang ng mga pag-andar sa mga nabubuhay na tisyu, ipinapatupad nito ang mga pangunahing kakayahan nito: paglaki, mahahalagang aktibidad, paggalaw at pagpaparami. Sa kasong ito, ang cell mismo ay nag-synthesize ng isang protina, ang monomer na kung saan ay isang amino acid. Ang posisyon nito sa pangunahing istraktura ng protina ay na-program ng genetic code, na minana. Kahit na ang paglipat ng mga gene mula sa isang cell ng ina patungo sa isang cell ng anak ay isang halimbawa lamang ng paglilipat ng impormasyon tungkol sa istraktura ng isang protina. Ginagawa nitong isang molekula na siyang pundasyon ng biyolohikal na buhay.
Mga pangkalahatang katangian ng istruktura ng protina
Ang mga molekula ng protina na na-synthesize sa isang cell ay mga biological polymers.
Sa isang protina, ang monomer ay palaging isang amino acid, at ang kanilang kumbinasyon ay bumubuo sa pangunahing kadena ng molekula. Ito ay tinatawag na pangunahing istraktura ng isang molekula ng protina, na sa kalaunan ay kusang-loob o sa ilalim ng pagkilos ng mga biological catalyst ay binago sa isang pangalawang, tersiyaryo o istraktura ng domain.
Sekundarya at tersiyaryong istraktura
Pangalawang protinaAng istraktura ay isang spatial na pagbabago ng pangunahing kadena na nauugnay sa pagbuo ng mga bono ng hydrogen sa mga polar na rehiyon. Para sa kadahilanang ito, ang chain ay nakatiklop sa mga loop o baluktot sa isang spiral, na tumatagal ng mas kaunting espasyo. Sa oras na ito, ang lokal na singil ng mga seksyon ng molekula ay nagbabago, na nagpapalitaw sa pagbuo ng isang tertiary na istraktura - isang globular. Ang mga crimped o helical na seksyon ay pinaikot sa mga bola sa tulong ng mga disulfide bond.
Ang mga bola mismo ay nagpapahintulot sa iyo na bumuo ng isang espesyal na istraktura na kinakailangan upang maisagawa ang mga naka-program na function. Mahalaga na kahit na matapos ang gayong pagbabago, ang monomer ng protina ay isang amino acid. Kinukumpirma rin nito na sa panahon ng pagbuo ng pangalawang, at pagkatapos ay ang tertiary at quaternary na istraktura ng protina, ang pangunahing pagkakasunud-sunod ng amino acid ay hindi nagbabago.
Pagsasalarawan ng mga monomer ng protina
Lahat ng mga protina ay polimer, ang mga monomer nito ay mga amino acid. Ito ay mga organikong compound na maaaring synthesize ng isang buhay na cell o ipasok ito bilang mga sustansya. Sa mga ito, ang isang molekula ng protina ay na-synthesize sa mga ribosome gamit ang messenger RNA matrix na may malaking paggasta ng enerhiya. Ang mga amino acid mismo ay mga compound na may dalawang aktibong grupo ng kemikal: isang carboxyl radical at isang amino group na matatagpuan sa alpha carbon atom. Ang istrukturang ito ang nagpapahintulot sa molekula na tawaging isang alpha-amino acid na may kakayahang bumuo ng mga peptide bond. Ang mga monomer ng protina ay mga alpha-amino acid lamang.
Pagbuo ng peptide bond
Ang peptide bond ay isang molecular chemical group na nabuo ng carbon, oxygen, hydrogen at nitrogen atoms. Ito ay nabuo sa proseso ng paghahati ng tubig mula sa carboxyl group ng isang alpha-amino acid at ang amino group ng isa pa. Sa kasong ito, ang hydroxyl radical ay nahahati mula sa carboxyl radical, na, kasama ang proton ng amino group, ay bumubuo ng tubig. Bilang resulta, ang dalawang amino acid ay pinagdugtong ng isang covalent polar bond na CONH.
Tanging ang mga alpha-amino acid, mga monomer ng protina ng mga buhay na organismo, ang maaaring bumuo nito. Posibleng obserbahan ang pagbuo ng isang peptide bond sa laboratoryo, bagama't mahirap na piliing synthesize ang isang maliit na molekula sa solusyon. Ang mga monomer ng protina ay mga amino acid, at ang istraktura nito ay na-program ng genetic code. Samakatuwid, ang mga amino acid ay dapat na konektado sa isang mahigpit na itinalagang pagkakasunud-sunod. Ito ay imposible sa isang solusyon sa ilalim ng magulong kondisyon ng balanse, at samakatuwid imposible pa rin na mag-synthesize ng isang kumplikadong protina sa artipisyal na paraan. Kung mayroong kagamitan na nagpapahintulot sa isang mahigpit na pagkakasunud-sunod ng pagpupulong ng molekula, ang pagpapanatili nito ay magiging medyo mahal.
Protein synthesis sa isang buhay na cell
Sa isang buhay na cell, ang sitwasyon ay nabaligtad, dahil mayroon itong binuo na biosynthesis apparatus. Dito, ang mga monomer ng mga molekula ng protina ay maaaring tipunin sa mga molekula sa isang mahigpit na pagkakasunud-sunod. Ito ay na-program ng genetic code na nakaimbak sa mga chromosome. Kung ito ay kinakailangan upang synthesize ang isang tiyak na istruktura protina o enzyme, ang proseso ng pagbabasa ng DNA code at pagbuo ng isang matrix (atRNA) kung saan na-synthesize ang protina. Ang monomer ay unti-unting sasali sa lumalaking polypeptide chain sa ribosomal apparatus. Sa pagkumpleto ng prosesong ito, isang chain ng mga residue ng amino acid ay malilikha, na kusang o sa panahon ng proseso ng enzymatic ay bubuo ng pangalawang, tersiyaryo o istraktura ng domain.
Mga regulasyon ng biosynthesis
Ang ilang mga tampok ng biosynthesis ng protina, paghahatid ng namamana na impormasyon at pagpapatupad nito ay dapat i-highlight. Nagsisinungaling sila sa katotohanan na ang DNA at RNA ay mga homogenous na sangkap na binubuo ng mga katulad na monomer. Ibig sabihin, ang DNA ay binubuo ng mga nucleotide, tulad ng RNA. Ang huli ay ipinakita sa anyo ng impormasyon, transportasyon at ribosomal RNA. Nangangahulugan ito na ang buong cellular apparatus na responsable para sa pag-iimbak ng namamana na impormasyon at biosynthesis ng protina ay iisang buo. Samakatuwid, ang cell nucleus na may mga ribosome, na mga domain RNA molecules din, ay dapat isaalang-alang bilang isang buong apparatus para sa pag-iimbak ng mga gene at ang pagpapatupad ng mga ito.
Ang pangalawang tampok ng biosynthesis ng isang protina, ang monomer nito ay isang alpha-amino acid, ay upang matukoy ang mahigpit na pagkakasunud-sunod ng kanilang pagkakadikit. Ang bawat amino acid ay dapat kumuha ng lugar nito sa pangunahing istraktura ng protina. Tinitiyak ito ng aparatong inilarawan sa itaas para sa pag-iimbak at pagpapatupad ng namamana na impormasyon. Maaaring mangyari ang mga pagkakamali dito, ngunit aalisin sila nito. Sa kaso ng maling pag-assemble, ang molekula ay masisira, at ang biosynthesis ay magsisimulang muli.
