Дългите вериги или полимерите на аминокиселините се наричат протеини (въпреки че не е необходимо протеините да бъдат изключително аминокиселини). Аминокиселините са свързани чрез „пептидни връзки“. Редът на аминокиселините се определя от реда на нуклеотиди (генетичната „азбука“) в ген на ДНК, които от своя страна определят как протеинът се сгъва и функции.
Производство на протеин от аминокиселини
Процесът на свързване на аминокиселини с протеини започва в клетъчното ядро. Messenger РНК (mRNA) за ген се създава, като се използва участък от ДНК като шаблон. След това иРНК пътува извън ядрото до производителите на протеини, наречени „рибозоми“. Тук се произвежда протеинът. В рибозомите трансфер на РНК (тРНК) след това залепва аминокиселини върху иРНК. По същество иРНК се използва като шаблон за изграждане на протеина.
Пептидна връзка между аминокиселините
Аминокиселините са свързани главата до опашката в дълги линейни полимери. По-конкретно, карбоксилната киселинна група (-CO) на една аминокиселина се свързва с аминогрупата (-NH) на следващата. Тази връзка се нарича „пептидна връзка“. Такива вериги от аминокиселини се наричат „полипептиди“.
Странични вериги на аминокиселини
Аминокиселините имат странични вериги, прикрепени към централния въглероден атом. Тези странични вериги имат различни електростатични (свързващи) характеристики. Това е важно за начина, по който първоначално линейният протеин се сгъва, когато се освободи от неговия mRNA шаблон.
Аминокиселинен ред и сгъване на протеини
Формата на протеина се определя от аминокиселинната последователност. Връзките в дълга полипептидна верига позволяват свободно въртене на атомите, което дава на гръбнака на протеина голяма гъвкавост. Повечето полипептидни вериги обаче се сгъват само в една форма и повечето от тях правят това спонтанно.
Странични вериги и сгъване
Сгъването се определя от реда на страничните вериги на аминокиселините. Тези странични вериги взаимодействат с всяка и с водата в клетката. Полярните странични вериги са склонни да се усукват към водата. Неполярните странични вериги се превръщат в центъра на протеиновата топка, като са хидрофобни (не харесват водата). Следователно разпределението на полярните и неполярните места е един от най-важните фактори, регулиращи сгъването на протеина.
Брой комбинации от аминокиселини
20 аминокиселини се използват за производството на протеини. Въпреки че има 20 ^ n различни полипептиди с дължина n аминокиселини, много малка част от получените протеини би била стабилна. Повечето ще имат многобройни форми с почти еквивалентни енергийни нива. Поради това, че могат лесно да променят формата си, за да приемат различно енергийно ниво, те не биха били достатъчно стабилни, за да бъдат полезни за организма. Следователно една аминокиселина на грешното място може да направи един протеин безполезен. Следователно повечето мутации в ДНК не са от полза за организма. Само чрез огромно количество опити и грешки се развиват полезни протеини.
