Lange kjeder, eller polymerer, av aminosyrer kalles proteiner (selv om proteiner ikke trenger å være utelukkende aminosyrer). Aminosyrene er koblet sammen med det som er "peptidbindinger." Rekkefølgen av aminosyrer bestemmes av rekkefølgen på nukleotider (det genetiske “alfabetet”) i et DNA-gen, som igjen bestemmer hvordan proteinet brettes opp og funksjoner.
Produksjon av protein fra aminosyrer
Prosessen med å koble aminosyrer til proteiner begynner i cellekjernen. Messenger RNA (mRNA) for et gen er opprettet ved hjelp av en DNA-strekning som mal. Deretter reiser mRNA utenfor kjernen til proteinprodusenter som kalles "ribosomer." Det er her protein blir laget. I ribosomene overfører RNA (tRNA) deretter aminosyrer på mRNA. I hovedsak brukes mRNA som en mal for å bygge proteinet.
Peptidbinding mellom aminosyrer
Aminosyrer er koblet sammen mot hale i lange lineære polymerer. Spesifikt binder karboksylsyregruppen (-CO) til en aminosyre til aminogruppen (-NH) i den neste. Denne bindingen kalles en "peptidbinding." Slike kjeder av aminosyrer kalles "polypeptider."
Sidekjeder av aminosyrer
Aminosyrene har sidekjeder festet til det sentrale karbonatomet. Disse sidekjedene har forskjellige elektrostatiske (bindende) egenskaper. Dette er viktig i hvordan det opprinnelige lineære proteinet brettes sammen når det frigjøres fra mRNA-malen.
Aminosyreordre og proteinfolding
Formen på proteinet bestemmes av aminosyresekvensen. Bindinger i en lang polypeptidkjede tillater fri rotasjon av atomene, noe som gir ryggraden i proteinet stor fleksibilitet. De fleste polypeptidkjeder brettes imidlertid i bare én form, og de fleste av dem gjør det spontant.
Sidekjeder og folding
Brettingen bestemmes av rekkefølgen på aminosyrenes sidekjeder. Disse sidekjedene samhandler med hver og vannet i cellen. De polare sidekjedene har en tendens til å vri seg ut mot vannet. De ikke-polære sidekjedene blir til midten av proteinkulen og er hydrofobe (misliker vann). Fordelingen av polære og ikke-polære steder er derfor en av de viktigste faktorene som styrer brettingen av proteinet.
Antall aminosyrekombinasjoner
20 aminosyrer brukes til å lage proteiner. Mens det er 20 ^ n forskjellige polypeptider som er n aminosyrer lange, vil en veldig liten brøkdel av de resulterende proteiner være stabil. De fleste ville ha mange former med nesten ekvivalente energinivåer. Å være i stand til å endre form lett for å ta et annet energinivå, ville de derfor ikke være stabile nok til å være nyttige for organismen. En aminosyre på feil sted kan derfor gjøre et protein ubrukelig. Derfor er de fleste mutasjoner i DNA ikke til fordel for organismen. Bare gjennom en enorm prøving og feiling utvikles nyttige proteiner.