Kaj so beljakovine:
Beljakovine so polipeptidi, razporejeni v tridimenzionalne, stabilne in funkcionalne strukture. V tem smislu so polipeptidi verige peptidov, slednji pa verige aminokislin.
Na biološki ravni so identificirani 20 vrst aminokislin ki tvorijo različna zaporedja in zato različne beljakovine.
V biokemiji so beljakovine vsestranske molekule, ki bodo glede na vrstni red aminokislin in njihovo stransko verigo ali R skupino določile vrsto in funkcijo beljakovin.
V zvezi z zgoraj navedenim beljakovine prevzamejo različne funkcije, kot so na primer katalizatorji biokemijskih reakcij v obliki encimov, nadzorniki fizioloških procesov v obliki hormonov, med mnogimi usklajujejo biološke aktivnosti, kot je inzulin.
Zrela, funkcionalna beljakovina najprej preide ribosom v procesu, znanem kot sinteza beljakovin ali prevajanje. Nato mora sprejeti pravilno tridimenzionalno obliko, obdelati umik ali kombinacijo z drugimi polipeptidi in biti prepeljan do mesta, kjer bo opravljal svoje funkcije.
Po drugi strani pa se imenuje denaturacija beljakovin postopek, pri katerem se struktura beljakovin spremeni, ki onemogoči njene funkcije, kot je na primer denaturacija albumina, ki je prisoten v beljaku, ki ob kuhanju postane bel.
Sprememba, razvrščanje in transport beljakovin in lipidov v evkariontskih celicah (z določenim celičnim jedrom) se običajno zgodi v endomembranskem sistemu, ki ga tvorijo: endoplazemski retikulum (ER), Golgijev aparat, lizosomi (živalska celica), vakuole (rastlinske celica) in celična ali plazemska membrana.
Značilnosti beljakovin
Na biološki ravni je značilno, da beljakovine sestavljajo 20 različnih vrst aminokislin, imenovanih alfa-amino kisline.
Polipeptidi, ki tvorijo beljakovine, so zgrajeni na ribosomih s postopkom sinteze ali translacije beljakovin.
Poleg tega imajo polipeptidne verige, ki tvorijo beljakovine, usmerjenost, saj je glava aminokislinske verige vedno definirana z začetnim kodonom AUG in 3 vrstami repov ali zaključnimi kodoni, ki so UAA, UAG ali UGA. Te podatke zagotavlja prenosna RNA (mRNA).
Za beljakovine je značilno, da so prisotne v vesolju. V biokemiji in evolucijski genetiki so spremembe beljakovin v živih organizmih in v vesolju osnova za pomembne znanstvene raziskave.
Kemična zgradba beljakovin
Beljakovine so sestavljene iz linearnih verig aminokislin. Aminokislinam se pridruži a peptidna vez med ogljikom (C) karboksilne skupine (COOH) prve aminokisline in dušikom (N) amino skupine (NH2) druge aminokisline. Ta zveza tvori tako imenovani peptid.
Veriga peptidov se imenuje polipeptid in ena ali več verig polipeptidov tvorijo beljakovine.
Strukturne ravni beljakovin
Beljakovine so razvrščene glede na ravni, ki jih sprejmejo njihove strukture, razdeljene na primarno, sekundarno, terciarno in kvaternarno strukturo:
Primarna struktura beljakovin
Primarna struktura proteinov je določena z vezavnim vrstnim redom aminokislin. Ta zaporedja so opredeljena z informacijami v messenger RNA (mRNA) in prenosom RNA (tRNA), sintetizirane ali prevedene na ribosomih.
Sekundarna struktura beljakovin
Sekundarna struktura proteinov vzpostavlja interakcije med polipeptidi, prisotnimi v beljakovinski hrbtenici, kot so:
- vzporedni ß-zloženi list ali list vzporednih polipeptidnih okostnjakov;
- antiparalelni ß zloženi list vzporednih okostnjakov, vendar v nasprotnih smereh; Y.
- vijačnica se tvori ali imenuje tudi vijačnica alfa katerih povezave ustvarjajo spiralno okostje.
Terciarna struktura beljakovin
Terciarna struktura proteinov določa interakcije med stranskimi verigami, ki tvorijo na primer ionske vezi in vodikove vezi. Te strukture so vzpostavljene v beljakovinah več kot ene polipeptidne verige.
Kvartarna struktura proteinov
Kvartarna struktura proteinov določa, kako so različne polipeptidne verige pritrjene ali razporejene skupaj. So značilnosti bolj zapletenih beljakovin, kot je hemoglobin.
Beljakovine in njihove funkcije
Beljakovine so življenjsko pomembne molekule živih bitij, saj sprejemajo različne oblike za izvajanje vitalnih funkcij. Tu je nekaj funkcij s primeri proteinov, ki jih izpolnjujejo:
- Prebavni encimi- Razgradijo hranila, kot so amilaza, lipaza in pepsin.
- Peptidni hormoniPošiljajo kemične signale za nadzor ali izravnavo fizioloških procesov, kot sta insulin in glukagon. Ti se razlikujejo od hormonov na osnovi steroidov (lipidov).
- Strukturne beljakovine- Pomaga pri gibanju in oblikovanju, kot so aktin, tubulin in keratin citoskeleta in kolagena.
- Nosilne beljakovine: izpodrivanje snovi, kot je hemoglobin, ki prenaša kisik skozi kri in limfo.
- Protitelesa: brani organizem pred zunanjimi patogeni.
