Las cadenas largas, o polímeros, de aminoácidos se denominan proteínas (aunque no es necesario que las proteínas sean exclusivamente aminoácidos). Los aminoácidos están unidos por lo que son "enlaces peptídicos". El orden de los aminoácidos está determinado por el orden de nucleótidos (el "alfabeto" genético) en un gen de ADN, que a su vez determina cómo la proteína se pliega y funciones.
Producción de proteína a partir de aminoácidos
El proceso de unir aminoácidos en proteínas comienza en el núcleo celular. El ARN mensajero (ARNm) de un gen se crea utilizando un tramo de ADN como plantilla. Luego, el ARNm viaja fuera del núcleo hacia los fabricantes de proteínas llamados "ribosomas". Aquí es donde se fabrican las proteínas. En los ribosomas, el ARN de transferencia (ARNt) y luego adhiere los aminoácidos al ARNm. Esencialmente, el ARNm se usa como plantilla para construir la proteína.
Enlace peptídico entre aminoácidos
Los aminoácidos se unen de la cabeza a la cola en polímeros lineales largos. Específicamente, el grupo de ácido carboxílico (-CO) de un aminoácido se une al grupo amino (-NH) del siguiente. Este enlace se denomina "enlace peptídico". Estas cadenas de aminoácidos se denominan "polipéptidos".
Cadenas laterales de aminoácidos
Los aminoácidos tienen cadenas laterales unidas al átomo de carbono central. Estas cadenas laterales tienen diferentes características electrostáticas (de unión). Esto es importante en la forma en que la proteína inicialmente lineal se pliega cuando se libera de su plantilla de ARNm.
Orden de aminoácidos y plegamiento de proteínas
La forma de la proteína está determinada por la secuencia de aminoácidos. Los enlaces en una cadena polipeptídica larga permiten la rotación libre de los átomos, lo que le da a la estructura de la proteína una gran flexibilidad. La mayoría de las cadenas polipeptídicas, sin embargo, se pliegan en una sola forma y la mayoría lo hace de forma espontánea.
Cadenas laterales y plegables
El plegamiento está determinado por el orden de las cadenas laterales de los aminoácidos. Estas cadenas laterales interactúan con cada una y con el agua de la celda. Las cadenas laterales polares tienden a torcerse hacia el agua. Las cadenas laterales no polares se convierten en el centro de la bola de proteínas y son hidrófobas (no les gusta el agua). La distribución de sitios polares y apolares es, por tanto, uno de los factores más importantes que gobiernan el plegamiento de la proteína.
Número de combinaciones de aminoácidos
Se utilizan 20 aminoácidos para producir proteínas. Si bien hay 20 ^ n polipéptidos diferentes que tienen n aminoácidos de longitud, una fracción muy pequeña de las proteínas resultantes sería estable. La mayoría tendría numerosas formas con niveles de energía casi equivalentes. Al poder cambiar de forma fácilmente para adoptar un nivel de energía diferente, por lo tanto, no serían lo suficientemente estables como para ser útiles para el organismo. Por lo tanto, un aminoácido en el lugar equivocado puede inutilizar una proteína. Por lo tanto, la mayoría de las mutaciones en el ADN no benefician al organismo. Solo a través de una enorme cantidad de prueba y error se desarrollaron proteínas útiles.