タンパク質は、地球上のすべての生命にとって最も重要な化学物質の1つです。 タンパク質の構造は大きく異なります。 ただし、各タンパク質は20種類のアミノ酸の多くで構成されています。 アルファベットの文字と同様に、タンパク質のアミノ酸の順序は、最終的な構造がどのように機能するかにおいて重要な役割を果たします。 タンパク質は数百アミノ酸の長さになる可能性があるため、内部で検討するように、可能性はほぼ無限です。
アミノ酸配列の決定方法
あなたは、DNAがあなた自身のすべての遺伝的基盤であるという一般的な考えを持っているかもしれません。 あなたが気付いていないかもしれないことは、DNAの唯一の機能はあなたをあなた自身にするすべてのタンパク質に入るアミノ酸の順序を最終的に決定することであるということです。 DNAは、4つのヌクレオチドが何度も繰り返される長い鎖です。 これらの4つのヌクレオチドは、アデニン、チミン、グアニン、およびシトシンであり、通常はATGCという文字で表されます。 あなたのDNAがどれほど長くても、あなたの体はこれらのヌクレオチドを3つのグループで「読み取り」、3つのヌクレオチドごとに1つの特定のアミノ酸をコードします。 したがって、300ヌクレオチドのシーケンスは、最終的に100アミノ酸長のタンパク質をコードします。
アミノ酸の選択
最終的に、あなたのDNAは、メッセンジャーRNAまたはmRNAとして知られる、それ自体の小さなコピーを放出します。これは、タンパク質が作られる細胞内のリボソームに行きます。 RNAはDNAと同じアデニン、グアニン、シトシンを使用しますが、チミンの代わりにウラシルと呼ばれる化学物質を使用します。 A、U、G、Cの文字で遊んで、それらを3つのグループに並べ替えると、順序が異なる64の可能な組み合わせがあることがわかります。 3つの各グループはコドンとして知られています。 科学者たちは、特定のコドンがどのアミノ酸をコードしているかを確認できるチャートを作成しました。 あなたの体は、mRNAが「CCU」と書かれている場合はプロリンと呼ばれるアミノ酸をその場所に追加する必要があることを知っていますが、「CUC」と書かれている場合はアミノ酸ロイシンを追加する必要があります。 コドンチャート全体を表示するには、ページ下部の参照セクションを参照してください。
タンパク質のさまざまな可能性
タンパク質は単にアミノ酸の一本鎖である可能性がありますが、いくつかの複雑なタンパク質は実際には一緒に結合されたアミノ酸の複数の鎖です。 さらに、タンパク質の長さは異なり、数アミノ酸の長さのものもあれば、100アミノ酸を超えるものもあります。 さらに、すべてのタンパク質が20個すべてのアミノ酸を使用しているわけではありません。 タンパク質はおそらく100アミノ酸の長さである可能性がありますが、8つまたは10の異なるアミノ酸しか使用しません。 これらすべての可能性のために、タンパク質である可能性のある可能な順列は文字通り無限にあります。 自然界では、タンパク質の数には限りがあります。 しかし、存在する実際のタンパク質の数は、それ以上ではないにしても、数十億にのぼります。
タンパク質の違い
すべての生物はDNAを持っており、すべて同じ20アミノ酸を使用して、生命に不可欠なタンパク質を作成します。 したがって、バクテリア、植物、ハエ、そして人間はすべて、同じ基本的な生命の構成要素を共有していると言えます。 ハエと人間の唯一の違いは、DNAの順序、したがってタンパク質の順序です。 人間の中でも、タンパク質は大きく異なります。 タンパク質は私たちの髪と爪を構成しますが、唾液中の酵素も構成します。 タンパク質は私たちの心臓と肝臓を構成しています。 タンパク質の構造的および機能的用途の多様性はほぼ無限です。
順序が重要な理由
アミノ酸の順序は、文字の順序が単語にとって重要であるのと同じように、タンパク質にとっても重要です。 「サンタ」という用語とそれに関連するすべてのことを考えてみてください。 文字を並べ替えるだけで、意味が大きく異なる「サタン」という言葉が生まれます。 アミノ酸も違いはありません。 各アミノ酸は、他のアミノ酸と反応する方法が異なります。 水が好きな人もいれば、水が嫌いな人もいます。さまざまなアミノ酸が磁石の極のように相互作用し、引き付けるものと反発するものがあります。 分子レベルでは、アミノ酸は凝縮してらせん状またはシート状になります。 アミノ酸が並んでいるのが嫌いな場合、これは分子の形を劇的に変える可能性があります。 最終的に、実際に結合するのは分子の形状です。 唾液中のタンパク質であるアミラーゼは、食品中の炭水化物を分解し始める可能性がありますが、脂肪に触れることはできません。 胃液に含まれるタンパク質であるペプシンはタンパク質を分解できますが、炭水化物を分解することはできません。 アミノ酸の順序はタンパク質にその構造を与え、構造はタンパク質にその機能を与えます。
