Az aminosavak hosszú láncait vagy polimerjeit fehérjéknek nevezzük (bár a fehérjéknek nem kell kizárólag aminosavaknak lenniük). Az aminosavakat „peptidkötések” kötik össze. Az aminosavak sorrendjét a nukleotidok (a genetikai „ábécé”) egy DNS-génben, amelyek viszont meghatározzák, hogy a fehérje hogyan funkciókat.
Fehérje előállítása aminosavakból
Az aminosavak fehérjékké történő összekapcsolásának folyamata a sejtmagban kezdődik. A gén Messenger RNS-jét (mRNS) templátként egy DNS-szakasz felhasználásával hozzuk létre. Ezután az mRNS a sejtmagon kívülre utazik az úgynevezett „riboszómáknak” nevezett fehérjetermelőkhöz. Itt készül a fehérje. A riboszómákban transzfer RNS (tRNS) az aminosavakat az mRNS-re ragasztja. Lényegében az mRNS-t használják templátként a fehérje felépítéséhez.
Peptidkötés aminosavak között
Az aminosavakat hosszú, lineáris polimerekben fej-farok köti össze. Pontosabban, az egyik aminosav karbonsav-csoportja (-CO) kapcsolódik a másik aminosavához (-NH). Ezt a kötést „peptidkötésnek” nevezzük. Az aminosavak ilyen láncait „polipeptideknek” nevezzük.
Aminosavak oldalláncai
Az aminosavak oldalláncai kapcsolódnak a központi szénatomhoz. Ezeknek az oldalláncoknak eltérő elektrosztatikus (kötési) jellemzői vannak. Ez fontos abban, hogy az eredetileg lineáris fehérje felhajtódik-e, amikor felszabadul mRNS-templátjából.
Aminosav sorrend és fehérje hajtogatás
A fehérje alakját az aminosav-szekvencia határozza meg. A hosszú polipeptidláncban lévő kötések lehetővé teszik az atomok szabad forgását, ami nagy rugalmasságot ad a fehérje gerincének. A legtöbb polipeptidlánc azonban csak egy alakra hajlik, és többségük spontán módon.
Oldalsó láncok és hajtogatás
A hajtogatást az aminosavak oldalláncainak sorrendje határozza meg. Ezek az oldalláncok kölcsönhatásba lépnek egymással és a sejtben lévő vízzel. A sarki oldalláncok hajlamosak a víz felé fordulni. A nem poláros oldalláncok a fehérje gömb közepévé válnak, hidrofóbak (nem szeretik a vizet). A poláris és nem poláros helyek eloszlása tehát az egyik legfontosabb tényező, amely a fehérje hajtogatását szabályozza.
Aminosav-kombinációk száma
A fehérjék előállításához 20 aminosavat használnak. Míg 20 ^ n különböző polipeptid van, amelyek n aminosav hosszúak, a keletkező fehérjék nagyon kis része stabil lenne. A legtöbbnek sok formája lenne, szinte egyenértékű energiaszinttel. Ezért képesek könnyen megváltoztatni az alakjukat egy másik energiaszint elfogadásához, ezért nem lennének elég stabilak ahhoz, hogy hasznosak legyenek a szervezet számára. Ezért egy rossz helyen lévő aminosav használhatatlanná teheti a fehérjét. Ezért a legtöbb DNS-mutáció nem tesz jót a szervezetnek. Csak óriási mennyiségű próba és tévedés útján fejlődnek ki hasznos fehérjék.