Fibrilární a globulární protein, bílkovinný monomer, vzorky proteinové syntézy

Protein je základem života buňky a těla. Vykonává obrovské množství funkcí v živých tkáních, uvědomuje si hlavní rysy: růst, životně důležitou činnost, pohyb a reprodukci. V tomto případě buňka sama syntetizuje protein, jehož monomer je aminokyselina. Jeho poloha v primární struktuře bílkoviny je naprogramována genetickým kódem, který je zděděn. Dokonce přenos genů z mateřské buňky do dceřinné buňky je jen příkladem přenosu informací o struktuře bílkovin. To z něj činí molekulu, která tvoří základ biologického života.

Obecná charakteristika struktury proteinu

Proteinové molekuly syntetizované v buňce jsou biologické polymery.
Monomer má v proteinu vždy aminokyselinu a agregát tvoří primární řetězec molekuly. To se nazývá primární struktura proteinové molekuly, která se později, spontánně nebo pod vlivem biologických katalyzátorů, změní na sekundární, terciární nebo doménu.

Sekundární a terciární struktura

Sekundární proteinová struktura je prostorová modifikace primárního řetězce, spojená s tvorbou vodíkových vazeb polárních oblastí. Z tohoto důvodu je řetězec složen do smyček nebo se protáhne do spirály, což zabere méně místa. V tomto okamžiku se změní místní náboj částí molekuly, kvůli níž je spuštěn proces tvorby terciární struktury - globulární. Krimpované nebo spirálové oblasti jsou zkrouceny do spleti pomocí disulfidových vazeb.

Samotné splety umožňují vytvořit speciální strukturu, která je potřebná k provádění naprogramovaných funkcí. Je důležité, že i po takové modifikaci proteinu je monomerem aminokyselina. To také potvrzuje, že při tvorbě sekundárních a pak terciárních a kvarterní strukturu proteinu primární aminokyselinová sekvence se nemění.

Charakteristika bílkovinných monomerů

Všechny proteiny jsou polymery, jejichž monomery jsou aminokyseliny. Jedná se o organické sloučeniny, které jsou buď syntetizovány živou buňkou nebo vstupují do nich jako živiny. Z těchto ribosomy na mRNA templátu s velkým vynaložením energie syntetizovat molekuly proteinu. Samotné aminokyseliny jsou sloučeniny s dvěma aktivními chemickými skupinami: karboxylový radikál a aminoskupina lokalizovaná na alfa-uhlíkovém atomu. Tato struktura umožňuje, aby molekula byla nazývána alfa-aminokyselinou, schopnou vytvářet peptidové vazby. Mono proteiny jsou pouze alfa-aminokyseliny.

Tvorba peptidové vazby

Peptidová vazba je molekulová chemická skupina tvořená atomy uhlíku, kyslíku, vodíku a dusíku. Vzniká během štěpení vody z karboxylové skupiny jedné alfa-aminokyseliny a aminoskupiny druhé. Současně se hydroxyl odštěpí od karboxylového zbytku, který v kombinaci s protonem aminoskupiny tvoří vodu. Výsledkem toho jsou dvě aminokyseliny spojené kovalentní polární vazbou CONH.

Pouze alfa-aminokyseliny - monomery proteinů živých organismů - mohou vytvářet. Sledujte tvorbu peptidové vazby v laboratorních podmínkách, i když je obtížné selektivně syntetizovat malou molekulu v roztoku. Monomery proteinu jsou aminokyseliny a jeho struktura je programována genetickým kódem. Proto musí být aminokyseliny kombinovány v přísně označeném pořadí. V řešení v chaotických rovnovážných podmínkách je to nemožné a proto je třeba syntetizovat komplexní protein je uměle nemožné. Pokud existuje zařízení, které umožňuje přísné uspořádání molekuly, bude její údržba poměrně drahá.

Syntéza bílkovin v živé buňce

V živé buňce je situace obrácena, protože má vyvinutý biosyntetický přístroj. Zde mohou být monomery proteinových molekul spojeny do molekul v přísné sekvenci. Programuje se s genetickým kódem uloženým v chromozomech. Pokud je nutné syntetizovat specifickou strukturní protein nebo enzym, začne proces čtení kódu DNA a tvorby matrice (a RNA), na jehož základě se protein syntetizuje. Monomer se postupně spojuje s rostoucím polypeptidovým řetězcem na ribosomálním aparátu. Na konci tohoto procesu bude vytvořen řetězec aminokyselinových zbytků, který vytvoří sekundární, terciární nebo doménovou strukturu spontánně nebo během enzymatického procesu.

Pravidelnost biosyntézy

Je třeba poznamenat některé znaky biosyntézy bílkovin, přenos dědičných informací a jejich implementaci. Spočívají ve skutečnosti, že DNA a RNA jsou homogenní látky složené z podobných monomerů. DNA se skládá z nukleotidů, jako je RNA. Ta je zastoupena ve formě informací, transportu a ribozomální RNA. To znamená, že celé celulární zařízení odpovědné za ukládání dědičných informací a biosyntézy bílkovin je jediný celek. Proto jádro buňky s ribosomy, které jsou také molekulami domény RNA, by mělo být považováno za celé zařízení pro ukládání genů a jejich realizaci.

Druhým znakem biosyntézy bílkovin, jehož monomerem je alfa-aminokyselina, spočívá v určení přísného pořadí jejich uchycení. Každá aminokyselina musí převzít místo v primární proteinové struktuře. Zařízení pro ukládání a prodej dědičných informací popsaných výše je za to zodpovědné. Může to způsobit chyby, ale budou odstraněny. V případě nesprávné sestavy bude molekula zničena a biosyntéza bude znovu zahájena.