Le proteine sono polimeri biologici construttura complessa. Hanno un alto peso molecolare e sono composti da aminoacidi, gruppi protesici rappresentati da vitamine, inclusioni di lipidi e carboidrati. Le proteine che contengono carboidrati, vitamine, metalli o lipidi sono chiamate complesse. Le proteine semplici consistono solo di aminoacidi, collegati da un legame peptidico.
Non importa quale struttura abbiasostanza, i monomeri delle proteine sono amminoacidi. Formano una catena polipeptidica di base, dalla quale si forma poi la struttura fibrillare o globulare della proteina. In questo caso, la proteina può essere sintetizzata solo nel tessuto vivente - in cellule vegetali, batteriche, fungine, animali e di altro tipo.
Gli unici organismi che non possonoper combinare monomeri di proteine, sono virus e batteri protozoi. Tutti gli altri sono in grado di formare proteine strutturali. Ma quali sostanze sono i monomeri proteici e come si formano? Leggi di seguito e sulla biosintesi delle proteine, sui polipeptidi e sulla formazione di una struttura proteica complessa, sugli aminoacidi e sulle loro proprietà.
L'unico monomero della molecola proteica èqualsiasi alfa amminoacido. In questo caso, una proteina è un polipeptide, una catena di amminoacidi collegati. A seconda del numero di amminoacidi coinvolti nella sua formazione, vengono isolati dipeptidi (2 residui), tripeptidi (3), oligopeptidi (contiene da 2-10 amminoacidi) e polipeptidi (molti amminoacidi).
La struttura di una proteina può essere primaria, leggermente più complessa - secondaria, ancora più complessa - terziaria e la più complessa - quaternaria.
La struttura primaria è una semplice catena in cuii monomeri proteici (amminoacidi) sono legati tramite un legame peptidico (CO-NH). La struttura secondaria è l'alfa elica o le pieghe beta. Il terziario è una struttura tridimensionale ancora più complicata di una proteina, che si è formata da una secondaria a causa della formazione di legami covalenti, ionici e idrogeno, nonché di interazioni idrofobiche.
La struttura quaternaria è la più complessa ecaratteristica delle proteine recettoriali localizzate sulle membrane cellulari. È una struttura supramolecolare (dominio) formata combinando diverse molecole con una struttura terziaria, integrata con gruppi di carboidrati, lipidi o vitamine. In questo caso, come nelle strutture primaria, secondaria e terziaria, i monomeri delle proteine sono alfa-amminoacidi. Sono anche collegati da legami peptidici. L'unica differenza è la complessità della struttura.
Gli unici monomeri delle molecole proteiche sonoaminoacidi alfa. Ce ne sono solo 20 e sono quasi la base della vita. Grazie alla comparsa di un legame peptidico, la sintesi proteica è diventata possibile. E la proteina stessa ha quindi iniziato a svolgere funzioni di formazione della struttura, recettore, enzimatica, trasporto, mediatore e altre funzioni. Grazie a ciò, un organismo vivente funziona ed è in grado di riprodursi.
L'amminoacido alfa stesso lo èun acido carbossilico organico con un gruppo amminico attaccato a un atomo di carbonio alfa. Quest'ultimo si trova accanto al gruppo carbossilico. In questo caso, i monomeri proteici sono considerati sostanze organiche in cui l'atomo di carbonio terminale trasporta sia un'ammina che un gruppo carbossilico.
Gli amminoacidi si combinano per formare dimeri, trimeri epolimeri attraverso legami peptidici. È formato dalla scissione del gruppo idrossile (-OH) dal sito carbossilico di un alfa-amminoacido e idrogeno (-H) dal gruppo amminico di un altro alfa-amminoacido. Come risultato dell'interazione, l'acqua viene scissa e all'estremità carbossilica rimane una regione C = O con un elettrone libero vicino al carbonio del residuo carbossilico. Nel gruppo amminico di un altro acido, c'è un residuo (NH) con un radicale libero presente nell'atomo di azoto. Ciò consente a due radicali di unirsi per formare un legame (CONH). Si chiama peptide.
Ci sono 23 aminoacidi alfa noti.Sono elencati come: glicina, valina, alanina, isoleucina, leucina, glutammato, asparaginato, ornitina, treonina, serina, lisina, cistina, cisteina, fenilalanina, metionina, tirosina, prolina, triptofano, idrossiprolina, arginina, istidina e asparagina glutammina. A seconda che possano essere sintetizzati dal corpo umano, questi amminoacidi si dividono in non essenziali e insostituibili.
Заменимые организм человека может синтезировать, mentre l'insostituibile dovrebbe provenire solo dal cibo. Allo stesso tempo, sia gli acidi insostituibili che quelli non essenziali sono importanti per la biosintesi delle proteine, perché senza di essi la sintesi non può essere completata. Senza un amminoacido, anche se tutti gli altri sono presenti, è impossibile costruire esattamente la proteina di cui la cellula ha bisogno per svolgere le sue funzioni.
Un errore in qualsiasi fase della biosintesi - ela proteina è già inutilizzabile, perché non sarà in grado di assemblare nella struttura richiesta a causa della violazione delle densità di elettroni e delle interazioni interatomiche. Pertanto, è importante per una persona (e altri organismi) consumare prodotti proteici che contengono aminoacidi essenziali. La loro assenza nel cibo porta a una serie di violazioni del metabolismo delle proteine.
Gli unici monomeri proteici sonoaminoacidi alfa. Vengono gradualmente combinati in una catena polipeptidica, la cui struttura è pre-immagazzinata nel codice genetico del DNA (o RNA, se si considera la biosintesi batterica). In questo caso, una proteina è una sequenza rigorosa di residui di amminoacidi. Questa è una catena, ordinata in una certa struttura, che esegue una funzione preprogrammata nella cella.
Il processo di formazione delle proteine consiste in una catena di fasi:replicazione di un pezzo di DNA (o RNA), sintesi di RNA di tipo informativo, suo rilascio nel citoplasma della cellula dal nucleo, connessione con il ribosoma e attacco graduale dei residui amminoacidici forniti dall'RNA di trasporto. La sostanza, che è un monomero proteico, partecipa alla reazione enzimatica di eliminazione del gruppo idrossile e del protone idrogeno, quindi si unisce alla catena polipeptidica in crescita.
Si ottiene così una catena polipeptidica,che, già nel reticolo endoplasmatico cellulare, è ordinato in una certa struttura predeterminata e integrato con un residuo di carboidrati o lipidi, se richiesto. Questo è chiamato il processo di "maturazione" della proteina, dopo di che viene diretta dal sistema di trasporto cellulare alla sua destinazione.
I monomeri proteici sono amminoacidi,necessario per costruire la loro struttura primaria. La struttura secondaria, terziaria e quaternaria è già formata da sola, sebbene a volte richieda anche la partecipazione di enzimi e altre sostanze. Tuttavia, non sono più essenziali, sebbene siano essenziali per le proteine per svolgere la loro funzione.
Un amminoacido, che è un monomero proteico, puòhanno punti di attacco per carboidrati, metalli o vitamine. La formazione di una struttura terziaria o quaternaria permette di trovare ancora più posti per l'ubicazione dei gruppi di inserimento. Ciò consente di creare un derivato dalla proteina, che svolge il ruolo di un enzima, un recettore, un vettore di sostanze dentro o fuori una cellula, un'immunoglobulina, un componente strutturale di una membrana o un organello cellulare, una proteina muscolare.
Белки, образованные из аминокислот, являются l'unico fondamento della vita. E oggi si crede che la vita abbia avuto origine solo dopo la comparsa dell'amminoacido e come risultato della sua polimerizzazione. Dopotutto, è l'interazione intermolecolare delle proteine che è l'inizio della vita, compresa la vita intelligente. Tutti gli altri processi biochimici, compresa l'energia, sono necessari per l'implementazione della biosintesi delle proteine e, di conseguenza, l'ulteriore continuazione della vita.
