As cadeias longas, ou polímeros, de aminoácidos são chamadas de proteínas (embora as proteínas não precisem ser exclusivamente aminoácidos). Os aminoácidos são ligados pelo que são "ligações peptídicas". A ordem dos aminoácidos é determinada pela ordem de nucleotídeos (o "alfabeto" genético) em um gene de DNA, que por sua vez determinam como a proteína se dobra e funções.
Produção de proteína a partir de aminoácidos
O processo de ligação de aminoácidos em proteínas começa no núcleo da célula. O RNA mensageiro (mRNA) para um gene é criado usando um trecho de DNA como molde. O mRNA, então, viaja para fora do núcleo para os fabricantes de proteínas chamados de "ribossomos". É aqui que a proteína é produzida. Nos ribossomos, o RNA de transferência (tRNA) então cola aminoácidos no mRNA. Essencialmente, o mRNA é usado como um modelo para construir a proteína.
Ligação peptídica entre os aminoácidos
Os aminoácidos são unidos da cabeça à cauda em polímeros lineares longos. Especificamente, o grupo de ácido carboxílico (-CO) de um aminoácido liga-se ao grupo amino (-NH) do próximo. Essa ligação é chamada de "ligação peptídica". Essas cadeias de aminoácidos são chamadas de "polipeptídeos".
Cadeias laterais de aminoácidos
Os aminoácidos têm cadeias laterais ligadas ao átomo de carbono central. Essas cadeias laterais têm diferentes características eletrostáticas (ligação). Isso é importante para a forma como a proteína inicialmente linear se dobra quando liberada de seu molde de mRNA.
Ordem de aminoácidos e dobramento de proteínas
A forma da proteína é determinada pela sequência de aminoácidos. As ligações em uma longa cadeia polipeptídica permitem a rotação livre dos átomos, o que dá ao esqueleto da proteína grande flexibilidade. A maioria das cadeias polipeptídicas, entretanto, se dobra em apenas uma forma, e a maioria delas o faz espontaneamente.
Correntes laterais e dobráveis
O dobramento é determinado pela ordem das cadeias laterais dos aminoácidos. Essas cadeias laterais interagem entre si e com a água na célula. As cadeias laterais polares tendem a se torcer para ficar de frente para a água. As cadeias laterais apolares se transformam no centro da bola de proteína, sendo hidrofóbicas (não gostam de água). A distribuição dos sítios polares e apolares é, portanto, um dos fatores mais importantes que regem o dobramento da proteína.
Número de combinações de aminoácidos
20 aminoácidos são usados para fazer proteínas. Embora existam 20 ^ n polipeptídeos diferentes com comprimento de n aminoácidos, uma fração muito pequena das proteínas resultantes seria estável. A maioria teria várias formas com níveis de energia quase equivalentes. Sendo capazes de mudar de forma facilmente para adotar um nível de energia diferente, eles não seriam, portanto, estáveis o suficiente para serem úteis ao organismo. Um aminoácido no lugar errado pode, portanto, inutilizar uma proteína. Portanto, a maioria das mutações no DNA não beneficia o organismo. Somente por meio de uma enorme quantidade de tentativas e erros as proteínas úteis evoluíram.
