Amino asitlerin uzun zincirlerine veya polimerlerine protein denir (ancak proteinlerin yalnızca amino asitler olması gerekmez). Amino asitler, "peptit bağları" ile birbirine bağlanır. Amino asitlerin sırası şu şekilde belirlenir: DNA genindeki nükleotidler (genetik "alfabe"), bu da proteinin nasıl katlanacağını ve fonksiyonlar.
Amino Asitlerden Protein Üretimi
Amino asitleri proteinlere bağlama süreci hücre çekirdeğinde başlar. Bir gen için haberci RNA (mRNA), şablon olarak bir DNA uzantısı kullanılarak oluşturulur. mRNA daha sonra çekirdeğin dışına "ribozomlar" adı verilen protein üreticilerine gider. Proteinin yapıldığı yer burasıdır. Ribozomlarda transfer RNA (tRNA) daha sonra amino asitleri mRNA'ya yapıştırır. Esasen mRNA, proteini oluşturmak için bir şablon olarak kullanılır.
Amino Asitler Arasındaki Peptit Bağı
Amino asitler, uzun doğrusal polimerlerde baştan sona birleştirilir. Spesifik olarak, bir amino asidin karboksilik asit grubu (-CO), bir sonrakinin amino grubuna (-NH) bağlanır. Bu bağa “peptit bağı” denir. Bu tür amino asit zincirlerine “polipeptitler” denir.
Amino Asitlerin Yan Zincirleri
Amino asitler, merkezi karbon atomuna bağlı yan zincirlere sahiptir. Bu yan zincirler farklı elektrostatik (bağlanma) özelliklere sahiptir. Bu, başlangıçtaki lineer proteinin mRNA şablonundan salındığında nasıl katlandığı açısından önemlidir.
Amino Asit Düzeni ve Protein Katlanması
Proteinin şekli amino asit dizisi tarafından belirlenir. Uzun bir polipeptit zincirindeki bağlar, proteinin omurgasına büyük esneklik veren atomların serbest dönmesine izin verir. Bununla birlikte, çoğu polipeptit zinciri yalnızca tek bir şekle katlanır ve çoğu bunu kendiliğinden yapar.
Yan Zincirler ve Katlama
Katlanma, amino asitlerin yan zincirlerinin sırasına göre belirlenir. Bu yan zincirler, hücredeki her biri ve su ile etkileşime girer. Kutupsal yan zincirler suya bakacak şekilde bükülme eğilimindedir. Polar olmayan yan zincirler, hidrofobik (suyu sevmeyen) olarak protein topunun merkezine dönüşür. Polar ve polar olmayan bölgelerin dağılımı bu nedenle proteinin katlanmasını yöneten en önemli faktörlerden biridir.
Amino Asit Kombinasyonlarının Sayısı
Protein yapmak için 20 amino asit kullanılır. n amino asit uzunluğunda 20 n farklı polipeptit olmasına rağmen, ortaya çıkan proteinlerin çok küçük bir kısmı stabil olacaktır. Çoğu, neredeyse eşdeğer enerji seviyelerine sahip çok sayıda şekle sahip olacaktır. Farklı bir enerji seviyesini benimsemek için kolayca şekil değiştirebildikleri için, organizma için faydalı olacak kadar kararlı olmazlar. Yanlış yerdeki bir amino asit bu nedenle bir proteini işe yaramaz hale getirebilir. Bu nedenle, DNA'daki çoğu mutasyon organizmaya fayda sağlamaz. Yararlı proteinler ancak muazzam miktarda deneme yanılma yoluyla evrimleşir.