Cik iespējamas olbaltumvielu kombinācijas ir iespējamas ar 20 dažādām aminoskābēm?

Olbaltumvielas ir vienas no vissvarīgākajām ķīmiskajām vielām visai planētas dzīvei. Olbaltumvielu struktūra var būt ļoti atšķirīga. Katru olbaltumvielu tomēr veido daudzas no 20 dažādām aminoskābēm. Līdzīgi alfabēta burtiem, arī proteīna aminoskābju secībai ir svarīga loma galīgās struktūras darbībā. Olbaltumvielu garums var būt simtiem aminoskābju, tāpēc iespējas ir gandrīz bezgalīgas, kā mēs to pārbaudīsim.

Jums var būt vispārēja ideja, ka DNS ir ģenētiskais pamats visam, kas jūs esat. Jūs, iespējams, nesaprotat, ka vienīgā DNS funkcija ir galu galā noteikt aminoskābju secību, kas nonāk visos proteīnos, kas padara jūs par to, kas esat. DNS ir vienkārši četru nukleotīdu garie pavedieni, kas atkārtojas atkal un atkal. Šie četri nukleotīdi ir adenīns, timīns, guanīns un citozīns, un tos parasti apzīmē ar burtiem ATGC. Neatkarīgi no tā, cik ilgs ir jūsu DNS, jūs ķermenis "nolasa" šos nukleotīdus grupās pa trim un katrs trīs nukleotīds kodē vienu noteiktu aminoskābi. Tātad 300 nukleotīdu secība galu galā kodētu 100 aminoskābes garu olbaltumvielu.

Galu galā jūsu DNS izšauj mazākas sevis kopijas, pazīstamas kā kurjera RNS vai mRNS, kas nonāk jūsu šūnu ribosomās, kur tiek ražotas olbaltumvielas. RNS izmanto to pašu adenīnu, guanīnu un citozīnu kā DNS, bet timīna vietā izmanto ķīmisku vielu, ko sauc par uracilu. Ja jūs spēlējat ar burtiem A, U, G un C un pārkārtojat tos trīs grupās, jūs atradīsit, ka ir 64 iespējamas kombinācijas ar atšķirīgu secību. Katra trīs cilvēku grupa ir pazīstama kā kodons. Zinātnieki ir izstrādājuši diagrammu, kas ļauj jums redzēt, kādai aminoskābei kodē konkrēts kodons. Jūsu ķermenis zina, ka, ja mRNS ir "CCU", šajā vietā jāpievieno aminoskābe, ko sauc par prolīnu, bet, ja tā ir "CUC", jāpievieno aminoskābe leicīns. Lai skatītu visu kodona diagrammu, skatiet atsauces sadaļu lapas apakšdaļā.

Olbaltumviela var būt vienkārši viena aminoskābju virkne, bet daži sarežģīti proteīni faktiski ir vairākas savienotas aminoskābju virknes. Turklāt olbaltumvielas ir dažāda garuma, no kurām dažas ir tikai dažas aminoskābes garas, bet citas ir garākas par 100 aminoskābēm. Turklāt ne katrs proteīns izmanto visas divdesmit aminoskābes. Iespējams, ka olbaltumviela varētu būt simts aminoskābju gara, bet izmantojiet tikai astoņas vai desmit dažādas aminoskābes. Visu šo iespēju dēļ burtiski ir bezgalīgi daudz iespējamo permutāciju, kas varētu būt olbaltumvielas. Dabā var būt ierobežots daudzums olbaltumvielu; tomēr esošo reālo olbaltumvielu skaits ir miljardos, ja ne vairāk.

Visiem dzīvajiem organismiem ir DNS, un visi izmanto tās pašas 20 aminoskābes, lai radītu dzīvībai būtiskas olbaltumvielas. Tātad var teikt, ka baktērijām, augiem, mušām un cilvēkiem visiem ir vieni un tie paši dzīves pamatelementi. Vienīgā atšķirība starp mušu un cilvēku ir DNS secība un līdz ar to arī olbaltumvielu secība. Pat cilvēkos olbaltumvielas krasi atšķiras. Olbaltumvielas veido mūsu matus un nagus, tomēr tie veido arī siekalās esošos enzīmus. Olbaltumvielas veido mūsu sirdi un arī aknas. Olbaltumvielu strukturālās un funkcionālās izmantošanas dažādība ir gandrīz neierobežota.

Olbaltumvielām aminoskābju secība ir tikpat svarīga kā vārdiem burtu secība. Apsveriet terminu "Ziemassvētku vecītis" un visu, kas ar to saistīts. Vienkārši pārkārtojot burtus, var iegūt terminu "sātans", kuram ir krasi atšķirīga nozīme. Ar aminoskābēm tas neatšķiras. Katrai aminoskābei ir atšķirīgs veids, kā reaģēt ar pārējām. Kādam patīk ūdens, kādam ienīst ūdens, un dažādas aminoskābes var mijiedarboties kā stabi uz magnēta, kur daži piesaista, bet citi atgrūž. Molekulārā līmenī aminoskābes kondensējas spirāles vai loksnes formā. Ja aminoskābēm nepatīk atrasties blakus, tas var krasi mainīt molekulas formu. Galu galā tā faktiski ir molekulas forma. Amilāze, olbaltumviela jūsu siekalās, var sākt sadalīt ogļhidrātus jūsu pārtikā, taču tā nevar pieskarties taukiem. Pepsīns, olbaltumviela jūsu kuņģa sulās, var noārdīt olbaltumvielas, bet tā nevar sadalīt ogļhidrātus. Aminoskābju secība piešķir olbaltumvielai tās struktūru un struktūra piešķir olbaltumvielai tās funkciju.