المحتوى
- كيف يتم تحديد تسلسل الأحماض الأمينية
- اختيار الأحماض الأمينية
- إمكانيات مختلفة من البروتينات
- الفرق في البروتين
- لماذا الترتيب مهم
البروتينات هي من بين أهم المواد الكيميائية لجميع أشكال الحياة على الكوكب. هيكل البروتينات يمكن أن تختلف اختلافا كبيرا. ومع ذلك ، يتكون كل بروتين من العديد من الأحماض الأمينية العشرين المختلفة. على غرار الحروف في الأبجدية ، يلعب ترتيب الأحماض الأمينية في البروتين دورًا مهمًا في كيفية عمل البنية النهائية. يمكن أن يصل طول البروتينات إلى مئات الأحماض الأمينية ، وبالتالي فإن الاحتمالات لا حصر لها تقريبًا كما سنبحثها في الداخل.
كيف يتم تحديد تسلسل الأحماض الأمينية
قد يكون لديك فكرة عامة عن أن الحمض النووي هو الأساس الجيني لكل ما أنت عليه. ما قد لا تدركه هو أن الوظيفة الوحيدة للحمض النووي هي في النهاية تحديد ترتيب الأحماض الأمينية التي تدخل في جميع البروتينات التي تجعلك من أنت. الحمض النووي هو مجرد خيوط طويلة من أربعة النيوكليوتيدات تتكرر مرارا وتكرارا. هذه النيوكليوتيدات الأربعة هي الأدينين ، الثيمين ، الجوانين ، السيتوزين وعادة ما يتم تمثيلها بالحرف ATGC. بغض النظر عن طول مدة الحمض النووي الخاص بك ، فأنت "تقرأ" هذه النيوكليوتيدات في مجموعات مكونة من ثلاثة وكل ثلاثة أكواد من النيوكليوتيدات لحمض أميني معين. لذلك فإن سلسلة من 300 نيوكليوتيدات قد ترمز في النهاية إلى بروتين طويل من الأحماض الأمينية.
اختيار الأحماض الأمينية
في نهاية المطاف ، يطلق الحمض النووي الخاص بك نسخًا أصغر منه ، ويعرف باسم الرنا المرسال أو الرنا المرسال ، الذي يذهب إلى الريبوسومات في خلاياك حيث تصنع البروتينات. يستخدم الحمض النووي الريبي نفس الأدينين والجوانين والسيتوزين الذي يستخدمه الدنا ولكنه يستخدم مادة كيميائية تسمى يوراسيل بدلاً من الثيمين. إذا كنت تلعب بالأحرف A و U و G و C وإعادة ترتيبها في مجموعات من ثلاثة ، فستجد أن هناك 64 مجموعة ممكنة بترتيب متميز. كل مجموعة من ثلاثة يعرف باسم كودون. لقد طور العلماء مخططًا يسمح لك بمشاهدة رموز الحمض الأميني المحددة له. يعرف جسمك أنه إذا كان mRNA يقرأ "CCU" ، فيجب إضافة حمض أميني يسمى البرولين في تلك البقعة ، ولكن إذا كان يقرأ "CUC" ، فيجب إضافة لوتين حمض أميني. لعرض مخطط كودون كامل ، راجع قسم المرجع في أسفل الصفحة.
إمكانيات مختلفة من البروتينات
يمكن أن يكون البروتين مجرد خيط من الأحماض الأمينية ، ولكن بعض البروتينات المعقدة هي في الواقع خيوط متعددة من الأحماض الأمينية مرتبطة ببعضها البعض. بالإضافة إلى ذلك ، فإن البروتينات لها أطوال مختلفة حيث يكون بعضها مجرد عدد قليل من الأحماض الأمينية وطولها أكثر من 100 من الأحماض الأمينية. علاوة على ذلك ، لا يستخدم كل البروتين جميع الأحماض الأمينية العشرين. من المحتمل أن يكون طول البروتين مائة من الأحماض الأمينية ، لكن لا يستخدم إلا ثمانية أو عشرة أحماض أمينية مختلفة. بسبب كل هذه الاحتمالات ، يوجد حرفيًا عدد لا حصر له من التباديل المحتملة التي يمكن أن تكون بروتينًا. في الطبيعة ، قد يكون هناك عدد محدود من البروتينات. ومع ذلك ، فإن عدد البروتينات الحقيقية الموجودة في المليارات ، إن لم يكن أكثر.
الفرق في البروتين
جميع الكائنات الحية تحتوي على الحمض النووي وجميعها تستخدم نفس الأحماض الأمينية العشرين لإنشاء البروتينات الضرورية للحياة. لذلك يمكن القول أن البكتيريا والنباتات والذباب والبشر تشترك جميعها في نفس لبنات الحياة الأساسية. الفرق الوحيد بين الذبابة والبشر هو ترتيب الحمض النووي وبالتالي ترتيب البروتينات. حتى داخل البشر ، تختلف البروتينات بشكل كبير. يصنع البروتين شعرنا وأظافرك ، لكنه يصنع أيضًا الإنزيمات الموجودة في لعابنا. البروتينات تشكل قلبنا وأيضًا كبدنا. مجموعة متنوعة من الاستخدامات الهيكلية والوظيفية للبروتين لا حدود لها تقريبا.
لماذا الترتيب مهم
ترتيب الأحماض الأمينية لا يقل أهمية عن البروتينات بقدر أهمية ترتيب الحروف للكلمات. النظر في مصطلح "سانتا" وكل ما يرتبط به. يمكن ببساطة إعادة ترتيب الحروف تسفر عن مصطلح "الشيطان" ، والتي لها دلالة مختلفة بشكل كبير. لا يختلف عن الأحماض الأمينية. كل حمض أميني له طريقة مختلفة للتفاعل مع الآخرين. يمكن أن يتفاعل البعض مثل الماء ، وبعض الماء الذي يحض على الكراهية ، والأحماض الأمينية المختلفة مثل الأقطاب على المغناطيس حيث يجذب البعض والبعض الآخر يصد. على المستوى الجزيئي ، تتكثف الأحماض الأمينية في شكل حلزوني أو شبيه بالصفائح. إذا كانت الأحماض الأمينية لا تحب أن تكون جنبًا إلى جنب ، فإن هذا يمكن أن يغير بشكل جذري شكل الجزيء. في نهاية المطاف ، هو شكل الجزيء الذي ينضج بالفعل. يمكن أن يبدأ Amylase ، وهو بروتين في لعابك ، في تحطيم الكربوهيدرات في طعامك ، لكنه لا يستطيع أن يلمس الدهون. بيبسين ، وهو بروتين في عصائر المعدة ، يمكنه تحطيم البروتينات ، لكنه لا يستطيع تحطيم الكربوهيدرات. ترتيب الأحماض الأمينية يعطي البروتين هيكله والهيكل يعطي البروتين وظيفته.