Proteinler hücrelerde çok önemli biyolojik moleküllerdir. Ağırlık olarak, proteinler toplu olarak hücrelerin kuru ağırlığının ana bileşenidir. Hücresel desteğinden hücre sinyallemesine ve hücresel harekete kadar çeşitli işlevler için kullanılabilirler.
Protein örnekleri arasında antikorlar, enzimler ve bazı hormon türleri (insülin) bulunur. Proteinler çok çeşitli fonksiyonlara sahip olsa da hepsi tipik olarak 20 amino asitten oluşan bir setten oluşturulur.
Bu amino asitleri yediğimiz bitki ve hayvansal gıdalardan alıyoruz. Protein içeriği yüksek yiyecekler arasında et, fasulye, yumurta ve fındık bulunur.
Amino Asitler
Çoğu amino asit aşağıdaki yapısal özelliklere sahiptir:
Dört farklı gruba bağlanmış bir karbon (alfa karbon):
- Bir hidrojen atomu (H)
- Bir Karboksil grubu (-COOH)
- Bir amino grubu (= NH 2 )
- Bir “değişken” grubu
Tipik olarak proteinleri oluşturan 20 amino asitten “değişken” grup, amino asitler arasındaki farkları belirler. Tüm amino asitler hidrojen atomu, karboksil grubu ve amino grubu bağlarına sahiptir.
Bir amino asit zincirindeki amino asitlerin dizisi, bir proteinin 3-D yapısını belirler. Amino asit dizileri spesifik proteinlere özgüdür ve bir proteinin işlevini ve etki şeklini belirler. Bir amino asit zincirindeki amino asitlerden birindeki bile değişiklik, protein fonksiyonunu değiştirebilir ve hastalık ile sonuçlanabilir.
Proteinler
- Proteinler, amino asitlerden oluşan organik polimerlerdir. Protein antikorları, enzimler, hormonlar ve kolajen örnekleri.
- Proteinler yapısal destek, moleküllerin depolanması, kimyasal reaksiyon kolaylaştırıcıları, kimyasal haberciler, moleküllerin taşınması ve kas kasılması dahil olmak üzere sayısız fonksiyonlara sahiptir.
- Amino asitler, bir polipeptit zinciri oluşturmak için peptit bağları ile bağlanır. Bu zincirler, 3-D protein şekilleri oluşturmak için bükülebilir.
- İki protein sınıfı, küresel ve lifli proteinlerdir. Globüler proteinler kompakt ve çözünür, lifli proteinler ise uzamış ve çözünmezdir.
- Dört protein yapısı seviyesi birincil, ikincil, üçüncül ve dördüncül yapıdır. Bir proteinin yapısı işlevini belirler.
- Protein sentezi, proteinlerin üretimi için RNA şablonlarındaki genetik kodların çevrildiği çeviri adı verilen bir işlemle oluşur.
Polipeptit Zincirleri
Amino asitler, bir peptid bağı oluşturmak için dehidrasyon sentezi ile birleştirilir. Bir dizi amino asit peptit bağlarıyla birbirine bağlandığında, bir polipeptit zinciri oluşur. Bir 3-B şeklinde bükülmüş bir veya daha fazla polipeptit zinciri bir protein oluşturur.
Polipeptid zincirleri bir miktar esnekliğe sahiptir ancak konformasyonda sınırlıdır. Bu zincirlerin iki terminal ucu vardır. Bir ucu bir amino grubu, diğeri bir karboksil grubu tarafından sonlandırılır.
Bir polipeptit zincirindeki amino asitlerin sırası, DNA ile belirlenir. DNA, protein zinciri için spesifik amino asit düzenini vermek üzere çevrilen bir RNA transkriptine (haberci RNA) kopyalanır. Bu işleme protein sentezi denir.
Protein Yapısı
İki genel protein molekülü sınıfı vardır: küresel proteinler ve lifli proteinler. Küresel proteinler genellikle kompakt, çözünür ve küresel biçimdedir.
Lifli proteinler tipik olarak uzun ve çözünmezdir. Küresel ve lifli proteinler, dört tip protein yapısından bir veya daha fazlasını sergileyebilir. Dört yapı türü birincil, ikincil, üçüncül ve dörtlü yapıdır.
Bir proteinin yapısı işlevini belirler. Örneğin, kolajen ve keratin gibi yapısal proteinler lifli ve simlidir. Öte yandan, hemoglobin gibi küresel proteinler katlanır ve küçüktür.
Kırmızı kan hücrelerinde bulunan Hemoglobin, oksijen moleküllerini bağlayan demir içeren bir proteindir. Kompakt yapısı dar kan damarlarında seyahat etmek için idealdir.
Protein Sentezi
Protein vücutta çeviri adı verilen bir işlemle sentezlenir. Çeviri sitoplazmada gerçekleşir ve proteinlere DNA transkripsiyonu sırasında birleştirilen genetik kodların oluşturulmasını içerir.
Ribozom adı verilen hücre yapıları, bu genetik kodların polipeptit zincirlerine dönüştürülmesine yardımcı olur. Polipeptit zincirleri, tamamen işleyen proteinler haline gelmeden önce çeşitli modifikasyonlara tabi tutulur.
Organik Polimerler
Biyolojik polimerler, tüm canlı organizmaların varlığı için hayati öneme sahiptir. Proteinlere ek olarak, diğer organik moleküller şunları içerir:
- Karbonhidratlar, şekerleri ve şeker türevlerini içeren biyomoleküllerdir. Sadece enerji sağlamakla kalmaz, aynı zamanda enerji depolaması için de önemlidirler.
- Nükleik Asitler, genetik kalıtım için önemli olan DNA ve RNA dahil biyolojik polimerlerdir.
- Lipitler, yağlar, yağlar, steroidler ve balmumları içeren çeşitli organik bileşikler grubudur.
