Proteinele și acizii nucleici

proteinele sunt construite printr-o acțiune complicată proiectată și realizată de acizii nucleici acidul dezoxiribonucleic (ADN) și acidul ribonucleic (ARN). Procesul este cunoscut sub numele de biosinteza proteinelor și implică construirea lanțurilor proteice din aminoacizi individuali într-o anumită secvență.

aminoacizii sunt fie produși de organism, fie ingerați în dietă. Acestea sunt clasificate în trei grupuri diferite: esențiale, neesențiale și condițional esențiale. Cu toate acestea, aceste categorii au fost create în prima jumătate a secolului al XIX-lea și, deși sunt încă folosite pentru a distinge diferitele blocuri de proteine, nu sunt deosebit de bine numite. Studiile actuale tind să analizeze fiecare aminoacid în ceea ce privește funcția, sursa nutrițională și valoarea.

aminoacizi esențiali (aminoacizi indispensabili)

cei nouă aminoacizi esențiali trebuie furnizați din surse alimentare. Acestea sunt histidină, izoleucină, leucină, lizină, metionină, fenilalanină, treonină, triptofan și valină. Cu toate acestea, acum a devenit clar că metionina, leucina, izoleucina, valina și fenilanina pot fi sintetizate de organism din molecule analogice atunci când este necesar.

aminoacizi neesențiali (aminoacizi dispensabili)

cei unsprezece aminoacizi neesențiali sunt produși în principal în organism. La om, acestea sunt alanina, asparagina, acidul aspartic, cisteina, acidul glutamic, glutamina, glicina, Ornitina, prolina, Serina si tirozina. Unele dintre acestea depind de disponibilitatea aminoacizilor esențiali în dietă, care acționează ca precursori ai formelor neesențiale.

aminoacizii esențiali condiționali

aminoacizii esențiali condiționali sunt grupați pentru a defini o potențială lipsă în mediul celular fie din cauza unei diete nesănătoase, fie a unei stări fizice în care sunt necesare cantități crescute din acești aminoacizi de obicei neesențiali, cum ar fi în copilărie, sarcină și boală. Acest grup include arginină, cisteină, glutamină, tirozină, glicină, ornitină, prolină și serină; arginina este esențială pentru tineri, dar nu mai este necesară după încheierea perioadei de dezvoltare. Prin urmare, este considerat esențial condiționat.

Selenocisteină și Pirolizină

Selenocisteina și pirolizina nu sunt de obicei incluse în lista actuală de douăzeci de aminoacizi. De fapt, există douăzeci și doi de aminoacizi și nu douăzeci așa cum se credea anterior. Acest lucru se datorează faptului că nu numai că acești doi aminoacizi se găsesc în cantități foarte mici; nu sunt folosiți pentru a sintetiza proteinele. În schimb, ele funcționează ca semnale de oprire codon.

structura aminoacizilor

toți aminoacizii au un atom central de carbon alfa de care se leagă o grupare carboxil (COOH), un atom de hidrogen (H), O grupare amină (NH2) și un lanț lateral radical funcțional și variabil care definește ce aminoacid este. Cea mai de bază formă de aminoacid este glicina (C2H5NO2), care are un lanț lateral format dintr-un singur atom de hidrogen, așa cum se arată mai jos.

alternativ, triptofanul (C11H12N2O2) este cel mai mare aminoacid. Această moleculă complexă poate fi văzută mai jos.

rolul proteinelor

viața nu ar fi posibilă fără proteine. Ele joacă roluri esențiale în fiecare organism viu. Fiecare anticorp, enzimă și mesager chimic este creat din proteine. Proteina este, de asemenea, necesară pentru a asigura, menține și repara cadrul și structura anatomică, de la nivel celular până la cel al sistemului musculo-scheletic. Acestea acționează ca molecule de legare și molecule purtătoare care permit transportul și depozitarea atomilor și moleculelor în tot corpul. Ei descompun compușii mai mari în produse reziduale, sunt responsabili pentru ingredientele reproducerii, reglează homeostazia și metabolismul, mențin valorile pH-ului și echilibrul fluidelor și furnizează energie. Fiecare proteină este combinația unei secvențe specifice de aminoacizi, construită conform planului conținut în ADN. Acest cod trebuie extras, decodificat și transportat către unitățile de fabricare a proteinelor celulare numite ribozomi prin diferite forme de acid ribonucleic.

formarea proteinelor prin acizi nucleici – expresia genelor

procesul de exprimare a genelor este o combinație de transcriere și traducere, unde o secvență de cod ADN furnizează informațiile necesare pentru a construi o nouă moleculă de proteine din materialele celulare disponibile.

Transcrierea constă din trei faze. În timpul inițierii, ARN polimeraza (o enzimă) se atașează la o secvență ‘promotor’ care indică începutul secțiunii genei care urmează să fie copiată. Legat de promotor, ARN polimeraza rupe legăturile slabe de hidrogen dintre fiecare pereche de baze azotate și, în esență, dezarhivează Catena dublă de ADN. Alungirea este următorul pas, în care nucleotidele ARN furnizează perechi de baze azotate adecvate. De exemplu, dacă secvența ADN constă din bazele adenină, timină, guanină, adenină, citozină, timină (TGACT), copia ARN a acestei secvențe va implementa adenină, citozină, uracil, guanină, adenină (ACUGA). Faza finală a transcrierii este terminare care, după cum sugerează și numele, este sfârșitul procesului. Ghidat de o secvență terminator pe ADN, catena de ARN nou fabricat se detașează de ADN.

Catena rezultată a ADN-ului copiat se numește ARN mesager. Această catenă are un capac distinctiv și capătul cozii și este recunoscută de complexele porilor din nucleu, care îi permit să părăsească nucleul și să intre în citoplasmă.

ARN de Transfer (Arnt) este localizată în principal în citoplasma celulară. În prezența ARNm, Arnt se leagă de un aminoacid liber singular. Ce aminoacid este acesta, este reglat de secvența celor trei baze azotate ale fiecărui Tarn, altfel cunoscut sub numele de codon. Subunitățile ribozomale se leagă acum de începutul firului ARNm. Ribozomii oferă cadrul pe care codonii Tarn se potrivesc cu fiecare set de trei baze azotate pe ARNm. Acest lucru creează un lanț secvențiat de aminoacizi – o proteină-creată după o rețetă specifică furnizată inițial de ADN. Un codon stop indică sfârșitul procesului de traducere, unde un cod genetic este tradus într-o proteină.