Protini ni polima za kibiolojia zenye muundo changamano. Wana uzito wa juu wa Masi na hujumuisha amino asidi, vikundi vya bandia vinavyowakilishwa na vitamini, lipid na inclusions ya kabohaidreti. Protini zilizo na wanga, vitamini, metali au lipids huitwa ngumu. Protini rahisi hujumuisha tu amino asidi zinazounganishwa na bondi za peptidi.
Peptides
Bila kujali muundo wa dutu, monoma za protini ni amino asidi. Wanaunda mlolongo wa msingi wa polypeptide, ambayo muundo wa fibrillar au globular ya protini hutengenezwa. Wakati huo huo, protini inaweza tu kuunganishwa katika tishu hai - katika mimea, bakteria, kuvu, wanyama na seli nyingine.
Viumbe pekee ambavyo haviwezi kuchanganya protini moja ni virusi na protozoa. Wengine wote wana uwezo wa kutengeneza protini za muundo. Lakini ni vitu gani ni monoma za protini, na zinaundwaje? Soma kuhusu hili na kuhusu biosynthesis ya protini, kuhusu polypeptides na malezi ya muundo wa protini tata, kuhusu amino asidi na mali zao.hapa chini.
Monoma pekee ya molekuli ya protini ni asidi yoyote ya alfa-amino. Protini ni polipeptidi, mlolongo wa amino asidi zilizounganishwa. Kulingana na idadi ya asidi ya amino inayohusika katika uundaji wake, dipeptidi (mabaki 2), tripeptides (3), oligopeptidi (iliyo na amino asidi 2-10) na polipeptidi (asidi nyingi za amino) zimetengwa.
Mapitio ya muundo wa protini
Muundo wa protini unaweza kuwa msingi, changamano zaidi - wa pili, hata changamano zaidi - wa juu, na changamano zaidi - quaternary.
Muundo msingi ni msururu rahisi ambapo monoma za protini (amino asidi) huunganishwa kupitia dhamana ya peptidi (CO-NH). Muundo wa pili ni mikunjo ya alpha helix au beta. Elimu ya juu ni muundo mgumu zaidi wa protini wenye mwelekeo-tatu, ambao uliundwa kutoka kwa upili kutokana na uundaji wa vifungo vya ushirikiano, ioni na hidrojeni, pamoja na mwingiliano wa haidrofobu.
Muundo wa quaternary ndio changamano zaidi na ni tabia ya protini za vipokezi zilizo kwenye membrane za seli. Huu ni muundo wa supramolecular (kikoa) iliyoundwa kama matokeo ya mchanganyiko wa molekuli kadhaa zilizo na muundo wa juu, unaoongezwa na vikundi vya wanga, lipid au vitamini. Katika kesi hii, kama ilivyo kwa miundo ya msingi, ya sekondari na ya juu, monomers ya protini ni asidi ya alpha-amino. Pia huunganishwa na vifungo vya peptidi. Tofauti pekee ni ugumu wa muundo.
Amino asidi
Monomeri pekeemolekuli za protini ni alpha amino asidi. Kuna 20 tu kati yao, na ni karibu msingi wa maisha. Shukrani kwa kuonekana kwa dhamana ya peptidi, awali ya protini iliwezekana. Na protini yenyewe baada ya hapo ilianza kufanya muundo-kutengeneza, receptor, enzymatic, usafiri, mpatanishi na kazi nyingine. Shukrani kwa hili, kiumbe hai hufanya kazi na kuweza kuzaliana.
Asidi ya alpha amino yenyewe ni asidi kikaboni ya kaboksili iliyo na kikundi cha amino kilichounganishwa kwenye atomi ya kaboni ya alpha. Mwisho iko karibu na kikundi cha carboxyl. Katika hali hii, monoma za protini huzingatiwa kama vitu vya kikaboni ambapo atomi ya mwisho ya kaboni hubeba amini na kundi la kaboksili.
Muunganisho wa amino asidi katika peptidi na protini
Amino asidi huunganishwa kuwa dimers, trimers na polima kupitia dhamana ya peptidi. Inaundwa kwa kupasuka kwa kikundi cha haidroksili (-OH) kutoka kwa tovuti ya kaboksili ya asidi moja ya alpha-amino na hidrojeni (-H) kutoka kwa kundi la amino la asidi nyingine ya alpha-amino. Kama matokeo ya mwingiliano, maji hugawanywa, na tovuti ya C=O iliyo na elektroni isiyolipishwa karibu na kaboni ya mabaki ya kaboksili inabaki kwenye mwisho wa kaboksili. Katika kundi la amino la asidi nyingine, kuna mabaki (NH) yenye itikadi kali iliyopo kwenye atomi ya nitrojeni. Hii inaruhusu radicals mbili kuunganishwa ili kuunda dhamana (CONH). Inaitwa peptide.
Aina za alfa amino acid
Kuna asidi 23 za alpha-amino zinazojulikana. Wao niiliyoorodheshwa kama: glycine, valine, alanine, isolecine, leucine, glutamate, aspartate, ornithine, threonine, serine, lysine, cystine, cysteine, phenylalanine, methionine, tyrosine, proline, tryptophan, hydroxyproline, arginine, asglutagine, histamine na histamine. Kulingana na iwapo zinaweza kuunganishwa na mwili wa binadamu, asidi hizi za amino zimegawanywa katika zisizo muhimu na zisizo muhimu.
Dhana ya amino asidi zisizo muhimu na muhimu
Vinavyoweza kubadilishwa vinaweza kuunganishwa na mwili wa binadamu, ilhali muhimu lazima zitokane na chakula pekee. Wakati huo huo, asidi zote muhimu na zisizo muhimu ni muhimu kwa biosynthesis ya protini, kwa sababu bila yao awali haiwezi kukamilika. Bila amino asidi moja, hata ikiwa zingine zote zipo, haiwezekani kuunda protini haswa ambayo seli inahitaji kufanya kazi zake.
Kosa moja katika hatua zozote za biosynthesis - na protini haifai tena, kwa sababu haitaweza kukusanyika kwenye muundo unaotaka kwa sababu ya ukiukaji wa msongamano wa kielektroniki na mwingiliano wa atomiki. Kwa hiyo, ni muhimu kwa mtu (na viumbe vingine) kula vyakula vya protini ambavyo vina amino asidi muhimu. Kutokuwepo kwao katika chakula husababisha matatizo kadhaa ya kimetaboliki ya protini.
Mchakato wa kuunda dhamana ya peptidi
Nyota pekee za protini ni asidi ya alpha-amino. Wanachanganya hatua kwa hatua kwenye mnyororo wa polypeptide, muundo ambao umehifadhiwa kabla ya kanuni ya maumbile ya DNA (au RNA, ikiwa biosynthesis ya bakteria inazingatiwa). Protini ni mlolongo mkali wa mabaki ya asidi ya amino. Huu ni mnyororo ulioamriwa katika fulanimuundo unaotekeleza utendakazi uliopangwa awali katika seli.
Mfuatano wa hatua wa protini biosynthesis
Mchakato wa uundaji wa protini una msururu wa hatua: urudiaji wa sehemu ya DNA (au RNA), usanisi wa aina ya habari RNA, kutolewa kwake kwenye saitoplazimu ya seli kutoka kwa kiini, kuunganishwa na ribosomu na. kiambatisho cha taratibu cha mabaki ya asidi ya amino ambayo hutolewa na uhamisho wa RNA. Dutu ambayo ni monoma ya protini hushiriki katika mmenyuko wa enzymatic wa uondoaji wa kikundi cha hidroksili na protoni ya hidrojeni, na kisha kujiunga na msururu wa polipeptidi unaokua.
Kwa hivyo, msururu wa polipeptidi hupatikana, ambayo tayari iko kwenye endoplasmic retikulamu ya seli, hupangwa katika muundo fulani ulioamuliwa mapema na kuongezwa kwa mabaki ya kabohaidreti au lipidi, ikihitajika. Huu unaitwa mchakato wa "kukomaa" kwa protini, na kisha kutumwa na mfumo wa seli za usafirishaji hadi inapoenda.
Utendaji wa protini zilizosanisi
Monomeri za protini ni asidi ya amino muhimu ili kujenga muundo wao msingi. Muundo wa sekondari, wa juu na wa quaternary tayari umeundwa na yenyewe, ingawa wakati mwingine pia inahitaji ushiriki wa enzymes na vitu vingine. Hata hivyo, si muhimu tena, ingawa ni muhimu kwa protini kufanya kazi yao.
Amino asidi, ambayo ni monoma ya protini, inaweza kuwa na viambatisho vya wanga, metali au vitamini. Uundaji wa muundo wa juu au wa quaternary hufanya iwezekanavyo kupata maeneo zaidi ya vikundi vya kuingizwa. Hii hukuruhusu kuunda kutokaderivative ya protini ambayo ina jukumu la kimeng'enya, kipokezi, kibeba dutu ndani au nje ya seli, immunoglobulini, kijenzi cha kimuundo cha membrane au oganeli ya seli, protini ya misuli.
Protini, zinazoundwa kutoka kwa amino asidi, ndio msingi pekee wa maisha. Na leo inaaminika kuwa maisha yalitokea tu baada ya kuonekana kwa asidi ya amino na kama matokeo ya upolimishaji wake. Baada ya yote, ni mwingiliano wa intermolecular wa protini ambayo ni mwanzo wa maisha, ikiwa ni pamoja na maisha ya akili. Michakato mingine yote ya kibiokemikali, ikijumuisha nishati, ni muhimu kwa utekelezaji wa usanisi wa protini, na kwa sababu hiyo, kuendelea zaidi kwa maisha.
