Långa kedjor eller polymerer av aminosyror kallas proteiner (även om proteiner inte behöver uteslutande vara aminosyror). Aminosyrorna är kopplade genom vad som är "peptidbindningar." Ordningen på aminosyror bestäms av ordningen nukleotider (det genetiska "alfabetet") i en DNA-gen, som i sin tur avgör hur proteinet viks upp och funktioner.
Produktion av protein från aminosyror
Processen med att länka aminosyror till proteiner börjar i cellkärnan. Messenger-RNA (mRNA) för en gen skapas med en DNA-sträcka som mall. MRNA reser sedan utanför kärnan till proteintillverkare som kallas "ribosomer." Det är här protein tillverkas. I ribosomerna överför RNA (tRNA) sedan aminosyror på mRNA. I huvudsak används mRNA som en mall för att bygga proteinet.
Peptidbindning mellan aminosyror
Aminosyror förenas huvud-till-svans i långa linjära polymerer. Specifikt fäster karboxylsyragruppen (-CO) i en aminosyra till aminogruppen (-NH) i nästa. Denna bindning kallas en "peptidbindning." Sådana kedjor av aminosyror kallas "polypeptider".
Sidokedjor av aminosyror
Aminosyrorna har sidokedjor fästa vid den centrala kolatomen. Dessa sidokedjor har olika elektrostatiska egenskaper (bindning). Detta är viktigt för hur det ursprungligen linjära proteinet viks upp när det släpps från sin mRNA-mall.
Aminosyraordning och proteinvikning
Proteinets form bestäms av aminosyrasekvensen. Bindningarna i en lång polypeptidkedja möjliggör fri rotation av atomerna, vilket ger ryggraden i proteinet stor flexibilitet. De flesta polypeptidkedjor viks emellertid bara i en form, och de flesta gör det spontant.
Sidokedjor och vikning
Vikningen bestäms av ordningen på aminosyrornas sidokedjor. Dessa sidokedjor interagerar med var och en och vattnet i cellen. De polära sidokedjorna tenderar att vridas ut mot vattnet. De icke-polära sidokedjorna förvandlas till mitten av proteinkulan och är hydrofoba (ogillar vatten). Fördelningen av polära och icke-polära platser är därför en av de viktigaste faktorerna som styr vikningen av proteinet.
Antal aminosyrakombinationer
20 aminosyror används för att tillverka proteiner. Medan det finns 20 ^ n olika polypeptider som är n aminosyror långa, skulle en mycket liten del av de resulterande proteinerna vara stabil. De flesta skulle ha många former med nästan ekvivalenta energinivåer. Att kunna ändra form enkelt för att anta en annan energinivå skulle de därför inte vara tillräckligt stabila för att vara användbara för organismen. En aminosyra på fel plats kan därför göra ett protein värdelöst. Därför gagnar de flesta mutationer i DNA inte organismen. Endast genom en enorm mängd försök och fel utvecklas användbara proteiner.