Inhoud
- Productie van eiwitten uit aminozuren
- Peptidebinding tussen aminozuren
- Zijkettingen van aminozuren
- Orde van aminozuren en eiwitvouwen
- Zijkettingen en vouwen
- Aantal aminozuurcombinaties
Lange ketens of polymeren van aminozuren worden eiwitten genoemd (hoewel eiwitten niet uitsluitend aminozuren hoeven te zijn). De aminozuren zijn gekoppeld door wat "peptidebindingen" zijn. De volgorde van aminozuren wordt bepaald door de volgorde van nucleotiden (het genetische "alfabet") in een gen van DNA, die op hun beurt bepalen hoe het eiwit opvouwt en functioneert.
Productie van eiwitten uit aminozuren
Het proces van het koppelen van aminozuren aan eiwitten begint in de celkern. Messenger RNA (mRNA) voor een gen wordt gemaakt met behulp van een stuk DNA als sjabloon. Het mRNA reist vervolgens buiten de kern naar eiwitfabrikanten die 'ribosomen' worden genoemd. Hier wordt eiwit gemaakt. Breng in de ribosomen RNA over (tRNA) en plakt vervolgens aminozuren op het mRNA. In wezen wordt het mRNA gebruikt als een sjabloon om het eiwit op te bouwen.
Peptidebinding tussen aminozuren
Aminozuren worden van kop tot staart samengevoegd in lange lineaire polymeren. Specifiek hecht de carbonzuurgroep (-CO) van het ene aminozuur aan de aminogroep (-NH) van het volgende. Deze binding wordt een "peptidebinding" genoemd. Dergelijke aminozuurketens worden "polypeptiden" genoemd.
Zijkettingen van aminozuren
De aminozuren hebben zijketens bevestigd aan het centrale koolstofatoom. Deze zijkettingen hebben verschillende elektrostatische (bindings) eigenschappen. Dit is belangrijk voor de manier waarop het aanvankelijk lineaire eiwit vouwt wanneer het wordt vrijgegeven uit zijn mRNA-sjabloon.
Orde van aminozuren en eiwitvouwen
De vorm van het eiwit wordt bepaald door de aminozuursequentie. De bindingen in een lange polypeptideketen zorgen voor vrije rotatie van de atomen, wat de ruggengraat van het eiwit grote flexibiliteit geeft. De meeste polypeptideketens vouwen echter in slechts één vorm, en de meeste doen dit spontaan.
Zijkettingen en vouwen
Het vouwen wordt bepaald door de volgorde van de zijketens van de aminozuren. Deze zijketens werken samen met elk en het water in de cel. De polaire zijkettingen hebben de neiging om uit te draaien naar het water. De niet-polaire zijketens veranderen in het midden van de eiwitbal en zijn hydrofoob (niet van water). De verdeling van polaire en niet-polaire plaatsen is daarom een van de belangrijkste factoren voor het vouwen van het eiwit.
Aantal aminozuurcombinaties
20 aminozuren worden gebruikt om eiwitten te maken. Hoewel er 20 ^ n verschillende polypeptiden zijn die n aminozuren lang zijn, zou een zeer kleine fractie van de resulterende eiwitten stabiel zijn. De meeste hebben verschillende vormen met bijna equivalente energieniveaus. Omdat ze gemakkelijk van vorm kunnen veranderen om een ander energieniveau aan te nemen, zouden ze daarom niet stabiel genoeg zijn om bruikbaar te zijn voor het organisme. Eén aminozuur op de verkeerde plaats kan daarom een eiwit onbruikbaar maken. Daarom zijn de meeste mutaties in DNA niet bevorderlijk voor het organisme. Alleen door een enorme hoeveelheid vallen en opstaan worden nuttige eiwitten ontwikkeld.