Білки є одними з найважливіших хімічних речовин для всього життя на планеті. Структура білків може сильно відрізнятися. Однак кожен білок складається з багатьох з 20 різних амінокислот. Як і букви в алфавіті, порядок амінокислот у білку відіграє важливу роль у тому, як функціонуватиме кінцева структура. Білки можуть складати сотні амінокислот, тому їх можливості майже нескінченні, оскільки ми розглянемо їх всередині.
Як визначається послідовність амінокислот
Ви можете мати загальне уявлення про те, що ДНК є генетичною основою всього, що ви є. Ви можете не усвідомлювати, що єдиною функцією ДНК є остаточно визначити порядок амінокислот, які входять у всі білки, що роблять вас такими, якими ви є. ДНК - це просто довгі нитки з чотирьох нуклеотидів, що повторюються знову і знову. Цими чотирма нуклеотидами є аденін, тимін, гуанін і цитозин і, як правило, вони представлені буквами ATGC. Незалежно від того, наскільки довга ваша ДНК, ваше тіло "зчитує" ці нуклеотиди групами по три і кожні три нуклеотиди кодує одну конкретну амінокислоту. Отже, послідовність з 300 нуклеотидів в кінцевому підсумку кодує білок довжиною 100 амінокислот.
Вибір амінокислот
Зрештою, ваша ДНК вистрілює менші копії себе, відомі як РНК-повідомлення або мРНК, які йдуть до рибосом у ваших клітинах, де виробляються білки. РНК використовує той самий аденин, гуанін і цитозин, що і ДНК, але замість тиміну використовує хімічну речовину, що називається урацил. Якщо ви пограєте з буквами A, U, G і C і переставите їх на групи по три, ви виявите, що існує 64 можливі комбінації з чітким порядком. Кожна група з трьох відома як кодон. Вчені розробили діаграму, яка дозволяє побачити, для чого амінокислота кодує конкретний кодон. Ваше тіло знає, що якщо на іРНК читається "CCU", у це місце слід додати амінокислоту, яка називається пролін, але якщо вона читає "CUC", слід додати амінокислоту лейцин. Щоб переглянути цілу діаграму кодонів, див. Розділ посилань внизу сторінки.
Різні можливості білків
Білок може бути просто одним ланцюгом амінокислот, але деякі складні білки насправді є кількома ланцюгами амінокислот, з’єднаних між собою. Крім того, білки мають різну довжину, деякі мають лише кілька амінокислот, а інші - понад 100 амінокислот. Більше того, не кожен білок використовує всі двадцять амінокислот. Білок цілком може мати довжину сто амінокислот, але використовувати лише вісім чи десять різних амінокислот. Через всі ці можливості існує буквально нескінченна кількість можливих перестановок, які можуть бути білком. У природі може бути кінцева кількість білків; проте кількість справжніх білків, що існують, сягає мільярдів, якщо не більше.
Різниця в білку
Усі живі організми мають ДНК і всі використовують однакові 20 амінокислот для створення білків, необхідних для життя. Тож можна сказати, що бактерії, рослини, мухи та люди мають однакові основні життєві блоки. Єдина різниця між мухою та людиною - це порядок ДНК і, отже, порядок білків. Навіть всередині людини білки різко різняться. Білок складає наше волосся та нігті, але він також складається з ферментів у нашій слині. Білки складають наше серце, а також печінку. Різноманітність структурних та функціональних застосувань білка майже не обмежується.
Чому замовлення важливе
Порядок амінокислот так само важливий для білків, як порядок букв важливий для слів. Розглянемо термін «Санта» і все, що з ним пов’язано. Просто переставляючи літери, можна отримати термін "сатана", що має кардинально інший відтінок. Нічим не відрізняється від амінокислот. Кожна амінокислота по-різному реагує з іншими. Хтось любить воду, хтось ненавидить воду, а різні амінокислоти можуть взаємодіяти як полюси на магніті, куди одні притягують, а інші відштовхуються. На молекулярному рівні амінокислоти конденсуються у спіральну або листоподібну форму. Якщо амінокислотам не подобається бути поряд, це може кардинально змінити форму молекули. Зрештою, саме форма молекули має значення. Амілаза, білок у вашій слині, може почати розщеплювати вуглеводи у вашій їжі, але вона не може торкатися жирів. Пепсин, білок у ваших шлункових соках, може розщеплювати білки, але не може розщеплювати вуглеводи. Порядок амінокислот надає білку його структуру, а структура надає білку його функцію.
