A fehérjék a bolygó minden életének legfontosabb vegyi anyagai közé tartoznak. A fehérjék szerkezete nagymértékben változhat. Mindegyik fehérje azonban a 20 különböző aminosav közül sokból áll. Az ábécé betűihez hasonlóan a fehérjében lévő aminosavak sorrendje is fontos szerepet játszik a végleges szerkezet működésében. A fehérjék több száz aminosavat tartalmazhatnak, így a lehetőségek szinte végtelenek, ahogy azt belül megvizsgáljuk.
Az aminosav-szekvencia meghatározása
Általános elképzelése lehet, hogy a DNS minden genetikai alapja. Amit talán nem vesz fel, az az, hogy a DNS egyetlen feladata, hogy végső soron meghatározza az aminosavak sorrendjét, amelyek az összes olyan fehérjébe belemennek, amely téged olyanná tesz, aki vagy. A DNS egyszerűen négy nukleotid hosszú szála ismétlődik. Ez a négy nukleotid az adenin, a timin, a guanin és a citozin, és általában ATGC betűkkel vannak ábrázolva. Nem számít, milyen hosszú a DNS-ed, tested "három" csoportban "olvassa" ezeket a nukleotidokat, és minden három nukleotid egy adott aminosavat kódol. Tehát egy 300 nukleotid szekvencia végső soron egy 100 aminosav hosszú fehérjét kódolna.
Az aminosavak kiválasztása
Végső soron a DNS lő ki önmagából kisebb másolatokat, mint messenger RNS vagy mRNS, amelyek a sejtjeiben lévő riboszómákba kerülnek, ahol fehérjék keletkeznek. Az RNS ugyanazt az adenint, guanint és citozint használja, mint a DNS, de a timin helyett az uracil nevű vegyszert használja. Ha az A, U, G és C betűkkel játszik, és három csoportba rendezi őket, akkor 64 lehetséges kombináció létezik, különböző sorrendben. Mindhárom csoport kodonként ismert. A tudósok kidolgoztak egy táblázatot, amely lehetővé teszi annak megtekintését, hogy egy adott kodon milyen aminosavat kódol. A tested tudja, hogy ha az mRNS "CCU" értéket mutat, akkor a prolin nevű aminosavat kell hozzáadni abban a foltban, de ha "CUC" értéket ad, akkor a leucin aminosavat kell hozzáadni. A teljes kodondiagram megtekintéséhez lásd az oldal alján található referencia szakaszt.
A fehérjék különböző lehetőségei
Egy fehérje egyszerűen lehet egy aminosav-szál, de egyes bonyolult fehérjék valójában több aminosav-szál kapcsolódnak egymáshoz. Ezenkívül a fehérjék különböző hosszúságúak, némelyikük csak néhány aminosav, mások pedig több mint 100 aminosav hosszú. Sőt, nem minden fehérje használja mind a húsz aminosavat. Egy fehérje valószínűleg száz aminosav hosszú lehet, de csak nyolc vagy tíz különböző aminosavat használhat. Mindezen lehetőségek miatt szó szerint végtelen számú lehetséges permutáció létezik, amely fehérje lehet. A természetben véges számú fehérje lehet; a létező valódi fehérjék száma azonban milliárdokban van, ha nem több.
A fehérje különbsége
Minden élő szervezet rendelkezik DNS-sel, és mindegyik ugyanazt a 20 aminosavat használja az élethez nélkülözhetetlen fehérjék létrehozásához. Tehát elmondható, hogy a baktériumok, a növények, a legyek és az emberek ugyanazon az életen alapulnak. Az egyetlen különbség a légy és az ember között a DNS sorrendje, tehát a fehérjék sorrendje. A fehérjék még az emberen belül is drasztikusan változnak. A fehérje alkotja a hajunkat és a körmeinket, ugyanakkor a nyálunkban található enzimeket is. A fehérjék alkotják a szívünket és a májunkat is. A fehérje szerkezeti és funkcionális felhasználásának sokfélesége szinte korlátlan.
Miért fontos a megrendelés?
Az aminosavak sorrendje ugyanolyan fontos a fehérjék számára, mint a betűk sorrendje a szavak számára. Vegyük figyelembe a "Mikulás" kifejezést és mindent, ami társul hozzá. A betűk egyszerű átrendezése eredményezheti a "Sátán" kifejezést, amelynek drasztikusan más a konnotációja. Nincs ez másként az aminosavak esetében sem. Minden aminosavnak más és más reakciója van a többivel. Van, aki kedveli a vizet, van, aki utálja a vizet, és a különböző aminosavak egymással kölcsönhatásba léphetnek, mint a mágnes pólusai, ahol egyesek vonzanak, mások pedig taszítanak. Molekuláris szinten az aminosavak spirális vagy lapszerű alakúra kondenzálódnak. Ha az aminosavak nem szeretik egymás mellett lenni, ez drasztikusan megváltoztathatja a molekula alakját. Végső soron a molekula alakja válik be igazán. Az amiláz, a nyál fehérje, elkezdheti lebontani az ételben lévő szénhidrátokat, de nem érintheti a zsírokat. A pepszin, a gyomornedvben lévő fehérje képes lebontani a fehérjéket, de nem képes lebontani a szénhidrátokat. Az aminosavak sorrendje adja a fehérje szerkezetét, a szerkezet pedig a fehérje funkcióját.