Le proteine sono molecole grandi e complesse che hanno una varietà di funzioni nel corpo e sono essenziali per una buona salute. Come i grassi e i carboidrati, le proteine sono lunghe catene polimeriche. Sono costituiti da amminoacidi e vengono utilizzati dagli organismi per costruire strutture, facilitare i processi chimici e dare locomozione animale.
Aminoacidi
Le proteine sono costituite da lunghe stringhe di amminoacidi, che sono spesso chiamate i "mattoni della vita". Gli amminoacidi sono sostanze chimiche che sono costituiti da un atomo di carbonio attaccato a un atomo di idrogeno, un gruppo amminico (un atomo di azoto legato a due atomi di idrogeno) e un gruppo acido (un atomo di carbonio doppio legato a un atomo di ossigeno e un singolo legato a un atomo di ossigeno che è anche legato a un idrogeno atomo). Ogni amminoacido contiene un altro gruppo noto come gruppo R, che ha la sua struttura idrocarburica unica. Ci sono 20 amminoacidi essenziali per le funzioni corporee, otto dei quali non possono essere prodotti dal corpo umano. Ecco perché le proteine sono così importanti per la dieta di una persona.
Dimensione
Quando due amminoacidi si uniscono, formano un legame peptidico. Quando solo pochi amminoacidi si legano tra loro, è solo una piccola catena peptidica. Tuttavia, come i collegamenti in una catena, molti amminoacidi diversi possono collegarsi per formare una catena estremamente grande, che è una proteina. Tutte le proteine sono formate da una lunga catena di amminoacidi, che può essere composta da migliaia di unità.
Struttura
La sequenza degli amminoacidi in una proteina ne determina la forma, che a sua volta ne determina la funzione. La sequenza grezza degli amminoacidi è conosciuta come la sua struttura primaria. Tuttavia, quando una molecola è grande quanto tendono ad essere le proteine, interagirà con se stessa per assumere una forma specifica. Gli atomi di idrogeno nella molecola formano legami idrogeno con altre parti della molecola, dando origine a una forma fisica. Alcune proteine, come quelle dei capelli, sono conosciute come proteine fibrose perché formano lunghi filamenti che si attorcigliano tra loro. Altri, come gli enzimi, tendono a formare singole macchie e sono chiamati proteine globulari. Un'ulteriore forma deriva dalla struttura terziaria, che è la forma che assume la molecola quando le forze attrattive e repulsive provenienti da diverse regioni della molecola si bilanciano.
denaturazione
La struttura, e in definitiva la funzione, di una molecola proteica può essere alterata in diversi modi. Un cambiamento di acidità, alte temperature, alcuni solventi e persino la presenza di altre molecole possono alterare le forze e i legami di una proteina. Quando ciò accade, si dice che una proteina "denatura". Un esempio di ciò è quando un uovo viene messo su una padella calda, la proteina negli albumi chiari diventa un bianco solido. Poiché la forma di una proteina determina la sua funzione biologica, la denaturazione di una proteina può alterare o distruggere completamente la sua capacità di svolgere il suo lavoro.
Forza
Sebbene proteine diverse abbiano proprietà diverse, in generale possono essere estremamente forti. Questo li rende ideali per elementi strutturali negli organismi. Muscoli, ossa, capelli e tessuto connettivo contengono proteine forti per formare la struttura di un corpo vivente.
Energia immagazzinata
Come i carboidrati e i grassi, le proteine possono essere metabolizzate dagli organismi per la loro energia immagazzinata. In effetti, una persona media utilizza proteine per circa il 20% delle calorie giornaliere. Alcune diete si basano su alti livelli di proteine come fonte di energia piuttosto che su carboidrati e talvolta grassi. Al di fuori del corpo, date le giuste condizioni di umidità, le proteine possono bruciare, come è evidente ogni volta che un hot dog o una bistecca vengono lasciati troppo a lungo sulla griglia.
Processi biologici
Le proteine sono essenziali per le funzioni vitali. Hanno molteplici usi nel corpo, compresi gli enzimi (che fanno reagire i processi biologici più veloce), ormoni (che controllano i processi del corpo) e anticorpi (che proteggono gli organismi da malattia). Le proteine sono anche utilizzate dall'organismo per trasportare materiali nelle cellule e fornire struttura. Gli alimenti ricchi di proteine includono carne, pesce, latte e uova, tutti di origine animale. Vegetariani e vegani devono monitorare l'assunzione di cibo per assicurarsi di assumere tutti gli amminoacidi essenziali perché le singole verdure ricche di proteine non contengono tutti gli amminoacidi essenziali in un alimento fonte.