Protein ialah asas kehidupan sel dan badan. Menjalankan sejumlah besar fungsi dalam tisu hidup, ia melaksanakan keupayaan utamanya: pertumbuhan, aktiviti penting, pergerakan dan pembiakan. Dalam kes ini, sel itu sendiri mensintesis protein, monomernya adalah asid amino. Kedudukannya dalam struktur utama protein diprogramkan oleh kod genetik, yang diwarisi. Malah pemindahan gen daripada sel ibu kepada sel anak hanyalah contoh pemindahan maklumat tentang struktur protein. Ini menjadikannya molekul yang menjadi asas kehidupan biologi.
Ciri umum struktur protein
Molekul protein yang disintesis dalam sel ialah polimer biologi.
Dalam protein, monomer sentiasa merupakan asid amino, dan gabungannya membentuk rantaian utama molekul. Ia dipanggil struktur utama molekul protein, yang kemudiannya secara spontan atau di bawah tindakan pemangkin biologi diubah suai menjadi struktur sekunder, tertier atau domain.
Struktur menengah dan tertiari
Protein sekunderstruktur ialah pengubahsuaian spatial rantai utama yang dikaitkan dengan pembentukan ikatan hidrogen di kawasan kutub. Atas sebab ini, rantai dilipat menjadi gelung atau dipintal menjadi lingkaran, yang mengambil lebih sedikit ruang. Pada masa ini, caj tempatan bahagian-bahagian molekul berubah, yang mencetuskan pembentukan struktur tertier - satu globular. Bahagian berkelim atau heliks dipintal menjadi bebola dengan bantuan ikatan disulfida.
Bola itu sendiri membolehkan anda membentuk struktur khas yang diperlukan untuk melaksanakan fungsi yang diprogramkan. Adalah penting walaupun selepas pengubahsuaian sedemikian, monomer protein adalah asid amino. Ini juga mengesahkan bahawa semasa pembentukan sekunder, dan kemudian struktur tertier dan kuaternari protein, urutan asid amino primer tidak berubah.
Pencirian monomer protein
Semua protein adalah polimer, monomernya adalah asid amino. Ini adalah sebatian organik yang sama ada disintesis oleh sel hidup atau memasukinya sebagai nutrien. Daripada jumlah ini, molekul protein disintesis pada ribosom menggunakan matriks RNA messenger dengan perbelanjaan tenaga yang besar. Asid amino sendiri adalah sebatian dengan dua kumpulan kimia aktif: radikal karboksil dan kumpulan amino yang terletak pada atom karbon alfa. Struktur inilah yang membolehkan molekul dipanggil asid alfa-amino yang mampu membentuk ikatan peptida. Monomer protein hanyalah asid alfa-amino.
Pembentukan ikatan peptida
Ikatan peptida ialah kumpulan kimia molekul yang dibentuk oleh atom karbon, oksigen, hidrogen dan nitrogen. Ia terbentuk dalam proses pemisahan air daripada kumpulan karboksil satu asid alfa-amino dan kumpulan amino yang lain. Dalam kes ini, radikal hidroksil dipisahkan daripada radikal karboksil, yang, bergabung dengan proton kumpulan amino, membentuk air. Akibatnya, dua asid amino disambungkan oleh ikatan polar kovalen CONH.
Hanya asid alfa-amino, monomer protein organisma hidup, boleh membentuknya. Adalah mungkin untuk memerhatikan pembentukan ikatan peptida di makmal, walaupun sukar untuk secara selektif mensintesis molekul kecil dalam larutan. Monomer protein adalah asid amino, dan strukturnya diprogramkan oleh kod genetik. Oleh itu, asid amino mesti disambungkan dalam susunan yang ditetapkan dengan ketat. Ini adalah mustahil dalam penyelesaian di bawah keadaan keseimbangan yang huru-hara, dan oleh itu masih mustahil untuk mensintesis protein kompleks secara buatan. Jika terdapat peralatan yang membenarkan susunan pemasangan molekul yang ketat, penyelenggaraannya akan menjadi agak mahal.
Sintesis protein dalam sel hidup
Dalam sel hidup, keadaan menjadi terbalik, kerana ia mempunyai alat biosintesis yang dibangunkan. Di sini, monomer molekul protein boleh dipasang menjadi molekul dalam urutan yang ketat. Ia diprogramkan oleh kod genetik yang disimpan dalam kromosom. Sekiranya perlu untuk mensintesis protein atau enzim struktur tertentu, proses membaca kod DNA dan membentuk matriks (danRNA) dari mana protein disintesis. Monomer secara beransur-ansur akan bergabung dengan rantai polipeptida yang semakin meningkat pada radas ribosom. Selepas proses ini selesai, rantaian sisa asid amino akan dicipta, yang secara spontan atau semasa proses enzimatik akan membentuk struktur sekunder, tertier atau domain.
Ketetapan biosintesis
Beberapa ciri biosintesis protein, penghantaran maklumat keturunan dan pelaksanaannya harus diserlahkan. Mereka terletak pada fakta bahawa DNA dan RNA adalah bahan homogen yang terdiri daripada monomer yang serupa. Iaitu, DNA terdiri daripada nukleotida, sama seperti RNA. Yang terakhir ini dibentangkan dalam bentuk maklumat, pengangkutan dan RNA ribosom. Ini bermakna bahawa keseluruhan alat selular yang bertanggungjawab untuk menyimpan maklumat keturunan dan biosintesis protein adalah satu keseluruhan. Oleh itu, nukleus sel dengan ribosom, yang juga merupakan molekul RNA domain, harus dianggap sebagai satu alat keseluruhan untuk menyimpan gen dan pelaksanaannya.
Ciri kedua biosintesis protein, monomernya ialah asid alfa-amino, adalah untuk menentukan susunan ketat lampirannya. Setiap asid amino mesti mengambil tempatnya dalam struktur protein utama. Ini dipastikan oleh radas yang diterangkan di atas untuk penyimpanan dan pelaksanaan maklumat keturunan. Ralat mungkin berlaku di dalamnya, tetapi ia akan dihapuskan olehnya. Sekiranya pemasangan tidak betul, molekul akan dimusnahkan dan biosintesis akan bermula semula.
