Białka należą do najważniejszych substancji chemicznych dla całego życia na planecie. Struktura białek może się znacznie różnić. Jednak każde białko składa się z wielu z 20 różnych aminokwasów. Podobnie jak w przypadku liter alfabetu, kolejność aminokwasów w białku odgrywa ważną rolę w funkcjonowaniu ostatecznej struktury. Białka mogą mieć setki aminokwasów, więc możliwości są prawie nieograniczone, ponieważ zbadamy je wewnątrz.
Jak określana jest sekwencja aminokwasów
Możesz mieć ogólne pojęcie, że DNA jest genetyczną podstawą wszystkiego, czym jesteś. Być może nie zdajesz sobie sprawy, że jedyną funkcją DNA jest ostateczne określenie kolejności aminokwasów, które wchodzą we wszystkie białka, które czynią cię tym, kim jesteś. DNA to po prostu długie nici czterech nukleotydów powtarzające się w kółko. Te cztery nukleotydy to adenina, tymina, guanina i cytozyna i są zwykle reprezentowane przez litery ATGC. Bez względu na to, jak długie jest twoje DNA, twoje ciało „czyta” te nukleotydy w grupach po trzy, a każde trzy nukleotydy kodują jeden konkretny aminokwas. Tak więc sekwencja 300 nukleotydów ostatecznie zakoduje białko o długości 100 aminokwasów.
Wybór aminokwasów
Ostatecznie twoje DNA wystrzeliwuje mniejsze kopie samego siebie, znane jako informacyjne RNA lub mRNA, które trafiają do rybosomów w twoich komórkach, gdzie powstają białka. RNA wykorzystuje tę samą adeninę, guaninę i cytozynę co DNA, ale zamiast tyminy używa substancji chemicznej zwanej uracylem. Jeśli pobawisz się literami A, U, G i C i podzielisz je na grupy po trzy, odkryjesz, że są 64 możliwe kombinacje o różnej kolejności. Każda grupa trzech jest znana jako kodon. Naukowcy opracowali wykres, który pozwala zobaczyć, jaki aminokwas koduje dany kodon. Twoje ciało wie, że jeśli mRNA brzmi „CCU”, w tym miejscu należy dodać aminokwas zwany proliną, ale jeśli jest to „CUC”, należy dodać aminokwas leucynę. Aby wyświetlić cały wykres kodonów, zobacz sekcję odniesienia na dole strony.
Różne możliwości białek
Białko może być po prostu jedną nicią aminokwasów, ale niektóre skomplikowane białka to w rzeczywistości wiele połączonych ze sobą nici aminokwasów. Ponadto białka mają różną długość, niektóre mają długość zaledwie kilku aminokwasów, a inne ponad 100 aminokwasów. Co więcej, nie każde białko wykorzystuje wszystkie dwadzieścia aminokwasów. Białko może mieć długość stu aminokwasów, ale używa tylko ośmiu lub dziesięciu różnych aminokwasów. Ze względu na wszystkie te możliwości istnieje dosłownie nieskończona liczba możliwych permutacji, które mogą być białkiem. W naturze może istnieć skończona liczba białek; jednak liczba istniejących rzeczywistych białek wynosi miliardy, jeśli nie więcej.
Różnica w białku
Wszystkie żywe organizmy mają DNA i wszystkie używają tych samych 20 aminokwasów do tworzenia białek niezbędnych do życia. Można więc powiedzieć, że bakterie, rośliny, muchy i ludzie mają te same podstawowe elementy budulcowe życia. Jedyną różnicą między muchą a człowiekiem jest kolejność DNA, a zatem kolejność białek. Nawet u ludzi białka różnią się drastycznie. Białko tworzą nasze włosy i paznokcie, ale także enzymy w naszej ślinie. Białka tworzą nasze serce, a także naszą wątrobę. Różnorodność strukturalnych i funkcjonalnych zastosowań białka jest prawie nieograniczona.
Dlaczego zamówienie jest ważne
Kolejność aminokwasów jest tak samo ważna dla białek, jak kolejność liter jest ważna dla słów. Rozważ termin „Santa” i wszystko, co się z nim wiąże. Proste przestawienie liter może dać termin „Szatan”, który ma drastycznie inne konotacje. Nie inaczej jest z aminokwasami. Każdy aminokwas reaguje z innymi w inny sposób. Niektórzy lubią wodę, niektórzy nienawidzą wody, a różne aminokwasy mogą oddziaływać jak bieguny na magnesie, gdzie jedne przyciągają, a inne odpychają. Na poziomie molekularnym aminokwasy kondensują się w kształt spirali lub arkusza. Jeśli aminokwasy nie lubią być obok siebie, może to drastycznie zmienić kształt cząsteczki. Ostatecznie to kształt cząsteczki ma znaczenie. Amylaza, białko w ślinie, może zacząć rozkładać węglowodany w pożywieniu, ale nie może dotykać tłuszczów. Pepsyna, białko zawarte w sokach żołądkowych, może rozkładać białka, ale nie może rozkładać węglowodanów. Kolejność aminokwasów nadaje białku jego strukturę, a struktura nadaje białku jego funkcję.
