Колико је могућих комбинација протеина могуће са 20 различитих аминокиселина?

Протеини су међу најважнијим хемикалијама за цео живот на планети. Структура протеина може у великој мери да варира. Сваки протеин, међутим, састоји се од многих од 20 различитих аминокиселина. Слично словима у абецеди, редослед аминокиселина у протеину игра важну улогу у функционисању коначне структуре. Протеини могу бити стотине аминокиселина, тако да ћемо их имати готово безбројне, колико ћемо испитати у њима.

Можда имате општу идеју да је ДНК генетска основа свега што јесте. Оно што можда не схватате је да је једина функција ДНК да на крају одреди редослед аминокиселина који улазе у све протеине који вас чине оним што јесте. ДНК је једноставно дугачак низ од четири нуклеотида који се понавља изнова и изнова. Та четири нуклеотида су аденин, тимин, гванин и цитозин и обично су представљени словима АТГЦ. Без обзира на дужину ваше ДНК, ваше тело „чита“ ове нуклеотиде у групама од по три и свака три нуклеотида кодирају једну специфичну аминокиселину. Дакле, секвенца од 300 нуклеотида на крају би кодирала протеин од 100 аминокиселина.

На крају, ваша ДНК испуца мање копије себе, познате као мессенгер РНА или мРНА, које одлазе у рибосоме у вашим ћелијама где се стварају протеини. РНК користи исти аденин, гванин и цитозин као ДНК, али користи хемикалију која се назива урацил уместо тимина. Ако се поиграте с словима А, У, Г и Ц и преуредите их у групе од по три, открићете да постоје 64 могуће комбинације са различитим редоследом. Свака троје група позната је као кодон. Научници су развили графикон који вам омогућава да видите за шта аминокиселина кодира одређени кодон. Ваше тело зна да ако мРНА чита „ЦЦУ“, на то место треба додати аминокиселину која се зове пролин, али ако гласи „ЦУЦ“, треба додати аминокиселину леуцин. Да бисте погледали целу таблицу кодона, погледајте референтни одељак на дну странице.

Протеин може бити само један ланац аминокиселина, али неки компликовани протеини су заправо вишеструки ланци аминокиселина спојени заједно. Поред тога, протеини су различите дужине, неки су дуги само неколико аминокиселина, а други преко 100 аминокиселина. Штавише, не користи сваки протеин свих двадесет аминокиселина. Протеин би могао бити дугачак сто аминокиселина, али користи само осам или десет различитих аминокиселина. Због свих ових могућности, постоји дословно бесконачан број могућих пермутација које би могле бити протеин. У природи може постојати коначан број протеина; међутим, број стварних постојећих протеина је у милијардама, ако не и више.

Сви живи организми имају ДНК и сви користе истих 20 аминокиселина да би створили протеине неопходне за живот. Тако да се може рећи да бактерије, биљке, муве и људи деле исте основне градивне елементе живота. Једина разлика између муве и човека је редослед ДНК, а самим тим и ред протеина. Чак и код људи, протеини се драстично разликују. Протеини чине нашу косу и нокте, али такође чине и ензиме у нашој пљувачки. Протеини чине наше срце, а такође и јетру. Разноликост структурне и функционалне употребе протеина готово је неограничена.

Редослед аминокиселина је једнако важан за протеине као и редослед слова за речи. Размотрите појам „Деда Мраз“ и све што је с тим повезано. Једноставно преуређивање слова може дати термин „Сатана“, који има драстично другачију конотацију. Ништа није другачије за аминокиселине. Свака аминокиселина има другачији начин реаговања са осталима. Неки воле воду, неки мрзе воду, а различите аминокиселине могу да интерагују попут полова на магнету, где неке привлаче, а друге одбијају. На молекуларном нивоу, аминокиселине се кондензују у спирални облик или облик листа. Ако аминокиселине не воле бити упоредо, то може драстично променити облик молекула. Коначно, облик молекула је заправо важан. Амилаза, протеин у вашој пљувачки, може почети да разграђује угљене хидрате у вашој храни, али не може додирнути масти. Пепсин, протеин у стомачном соку, може да разгради протеине, али не и угљене хидрате. Редослед аминокиселина даје протеину његову структуру, а структура протеину његову функцију.