Les proteïnes són polímers biològics amb una estructura complexa. Tenen un pes molecular elevat i estan formats per aminoàcids, grups protèsics representats per vitamines, inclusions de lípids i hidrats de carboni. Les proteïnes que contenen hidrats de carboni, vitamines, metalls o lípids s'anomenen complexes. Les proteïnes simples consisteixen només en aminoàcids units per enllaços peptídics.
Pèptids
Independentment de quina estructura tingui una substància, els monòmers de les proteïnes són aminoàcids. Formen la cadena polipeptídica bàsica, a partir de la qual després es forma l'estructura fibril·lar o globular de la proteïna. Al mateix temps, la proteïna només es pot sintetitzar en teixits vius: a cèl·lules vegetals, bacterianes, fúngiques, animals i altres.
Els únics organismes que no poden combinar monòmers proteics són els virus i els protozous. Tots els altres són capaços de formar proteïnes estructurals. Però quines substàncies són els monòmers proteics i com es formen? Llegeix sobre això i sobre la biosíntesi de proteïnes, sobre els polipèptids i la formació d'una estructura proteica complexa, sobre els aminoàcids i les seves propietats.a continuació.
L'únic monòmer d'una molècula de proteïna és qualsevol alfa-aminoàcid. Una proteïna és un polipèptid, una cadena d'aminoàcids enllaçats. En funció del nombre d'aminoàcids implicats en la seva formació, s'aïllen dipèptids (2 residus), tripèptids (3), oligopèptids (conté de 2 a 10 aminoàcids) i polipèptids (molts aminoàcids).
Revisió de l'estructura de les proteïnes
L'estructura de la proteïna pot ser primària, una mica més complexa - secundària, encara més complexa - terciària i la més complexa - quaternària.
L'estructura primària és una cadena simple en la qual els monòmers proteics (aminoàcids) estan connectats mitjançant un enllaç peptídic (CO-NH). L'estructura secundària és l'hèlix alfa o els plecs beta. El terciari és una estructura proteica tridimensional encara més complicada, que es va formar a partir de la secundària a causa de la formació d'enllaços covalents, iònics i d'hidrogen, així com les interaccions hidrofòbiques.
L'estructura quaternària és la més complexa i és característica de les proteïnes receptores situades a les membranes cel·lulars. Es tracta d'una estructura supramolecular (domini) formada com a resultat de la combinació de diverses molècules amb una estructura terciària, complementades amb grups d'hidrats de carboni, lípids o vitamines. En aquest cas, com en el cas de les estructures primàries, secundàries i terciàries, els monòmers de les proteïnes són els alfa-aminoàcids. També estan connectats per enllaços peptídics. L'única diferència és la complexitat de l'estructura.
Aminoàcids
Els únics monòmersles molècules de proteïnes són aminoàcids alfa. Només n'hi ha 20, i gairebé són la base de la vida. Gràcies a l'aparició de l'enllaç peptídic, es va fer possible la síntesi de proteïnes. I la proteïna mateixa després d'això va començar a realitzar funcions de formació d'estructura, receptor, enzimàtic, transport, mediador i altres. Gràcies a això, un organisme viu funciona i és capaç de reproduir-se.
El propi aminoàcid alfa és un àcid carboxílic orgànic amb un grup amino unit a l'àtom de carboni alfa. Aquest últim es troba al costat del grup carboxil. En aquest cas, els monòmers proteics es consideren substàncies orgàniques en què l'àtom de carboni terminal porta tant una amina com un grup carboxil.
Connexió d'aminoàcids en pèptids i proteïnes
Els aminoàcids s'uneixen en dímers, trímers i polímers mitjançant un enllaç peptídic. Es forma per la divisió d'un grup hidroxil (-OH) del lloc carboxil d'un alfa-aminoàcid i hidrogen (-H) del grup amino d'un altre alfa-aminoàcid. Com a resultat de la interacció, l'aigua es separa i un lloc C=O amb un electró lliure prop del carboni del residu carboxil roman a l'extrem carboxil. En el grup amino d'un altre àcid, hi ha un residu (NH) amb un radical lliure existent a l'àtom de nitrogen. Això permet connectar dos radicals per formar un enllaç (CONH). S'anomena pèptid.
Variants d'aminoàcids alfa
Hi ha 23 alfa-aminoàcids coneguts. Ells sónllistats com: glicina, valina, alanina, isolecina, leucina, glutamat, aspartat, ornitina, treonina, serina, lisina, cistina, cisteïna, fenilalanina, metionina, tirosina, prolina, triptòfan, hidroxiprolina, arginina, histidina, histidina, i glutamina. Depenent de si poden ser sintetitzats pel cos humà, aquests aminoàcids es divideixen en no essencials i no essencials.
El concepte d'aminoàcids essencials i no essencials
Els reemplaçables poden ser sintetitzats pel cos humà, mentre que els essencials només han de provenir dels aliments. Al mateix temps, tant els àcids essencials com els no essencials són importants per a la biosíntesi de proteïnes, perquè sense ells la síntesi no es pot completar. Sense un aminoàcid, encara que hi hagi tots els altres, és impossible construir exactament la proteïna que la cèl·lula necessita per dur a terme les seves funcions.
Un error en qualsevol de les etapes de la biosíntesi, i la proteïna ja no és adequada, perquè no es podrà reunir a l'estructura desitjada a causa d'una violació de les densitats electròniques i les interaccions interatòmiques. Per tant, és important que una persona (i altres organismes) consumeixin aliments proteics que contenen aminoàcids essencials. La seva absència en els aliments provoca una sèrie de trastorns del metabolisme de les proteïnes.
El procés de formació d'un enllaç peptídic
Els únics monòmers de proteïnes són els alfa-aminoàcids. Es combinen gradualment en una cadena polipeptídica, l'estructura de la qual està preemmagatzemada en el codi genètic de l'ADN (o ARN, si es considera la biosíntesi bacteriana). Una proteïna és una seqüència estricta de residus d'aminoàcids. Aquesta és una cadena ordenada en un certuna estructura que realitza una funció preprogramada en una cel·la.
Seqüència de passos de la biosíntesi de proteïnes
El procés de formació de proteïnes consisteix en una cadena d'etapes: replicació d'una secció d'ADN (o ARN), síntesi d'informació tipus ARN, alliberament al citoplasma de la cèl·lula des del nucli, connexió amb el ribosoma i la unió gradual de residus d'aminoàcids que són subministrats per l'ARN de transferència. Una substància que és un monòmer proteic participa en la reacció enzimàtica d'eliminació d'un grup hidroxil i un protó d'hidrogen, i després s'uneix a la cadena polipeptídica en creixement.
Així s'obté una cadena polipeptídica que, ja al reticle endoplasmàtic cel·lular, s'ordena en alguna estructura predeterminada i es complementa amb un residu d'hidrats de carboni o lípids, si cal. Això s'anomena procés de "maduració" de la proteïna, després del qual el sistema cel·lular de transport l'envia al seu destí.
Funcions de les proteïnes sintetitzades
Els monòmers proteics són els aminoàcids necessaris per construir la seva estructura primària. L'estructura secundària, terciària i quaternària ja està formada per ella mateixa, encara que de vegades també requereix la participació d'enzims i altres substàncies. Tanmateix, ja no són essencials, tot i que són essencials perquè les proteïnes facin la seva funció.
L'aminoàcid, que és un monòmer proteic, pot tenir llocs d'adhesió per a hidrats de carboni, metalls o vitamines. La formació d'una estructura terciària o quaternària permet trobar encara més llocs per als grups d'inserció. Això us permet crear des dederivat de proteïna que fa el paper d'un enzim, receptor, transportador de substàncies dins o fora d'una cèl·lula, immunoglobulina, component estructural d'una membrana o orgànul cel·lular, proteïna muscular.
Les proteïnes, formades a partir d'aminoàcids, són l'única base de la vida. I avui es creu que la vida acaba de sorgir després de l'aparició de l'aminoàcid i com a resultat de la seva polimerització. Després de tot, és la interacció intermolecular de les proteïnes el que és el començament de la vida, inclosa la vida intel·ligent. Tots els altres processos bioquímics, inclosos els energètics, són necessaris per a la implementació de la biosíntesi de proteïnes i, com a resultat, la continuació de la vida.
