Hur tillverkas proteiner?
Proteiner är en viktig klass av molekyler som utför det mesta av arbetet inuti cellerna. Proteinernas byggstenarna är mindre organiska molekyler som kallas aminosyror. De flesta organismer, inklusive människor, använder bara 20 olika aminosyror för att sätta ihop den stora mängd proteiner som behövs för att bygga en cell och få den att fungera.
För att bygga proteinerna använder cellerna en komplex sammansättning av molekyler som kallas ribosomer. Ribosomerna sätter ihop aminosyror i rätt ordning och länkar ihop dem med hjälp av peptidbindningar. Denna process, känd som translation, skapar en så kallad polypepmtidkedja, som är en lång sträng av aminosyror.
Efter att polypeptidkedjan har syntetiserats, kommer den ibland att genomgå ytterligare bearbetning. Hos några proteiner kommer, till exempel, vissa aminosyror att tas bort. Eller så kan ytterligare molekyler, som till exempel sockermolekyler eller fosfater, fästas på några av aminosyrorna i ett protein.
Vad gör proteinerna?
Proteinerna är ansvariga för en stor mängd av cellulära funktioner. Många proteiner, som mikrotubuli, tillhandahåller struktur till celler. Andra hjälper till vid transport eller lagring av andra molekyler. Ett bra exempel är hemoglobin i röda blodkroppar, som tar syre till och koldioxid bort från cellerna.
Exempel på andra proteiner är så kallade antikroppar, som gör det möjligt för kroppens immunsystem att känna igen och specifikt rikta in sig mot potentiellt skadliga mikrober. Signalproteiner, som till exempel peptidhormoner, fungerar som budbärare som bär information mellan olika celler eller organ.
Enzymer är en annan särskilt viktig typ av protein. Celler utför tusentals olika kemiska reaktioner, som var och en kräver en viss mängd energi. Enzymer bidrar till att minska den energi som behövs för en kemisk reaktion, så att cellerna kan fungera mer effektivt.
När enskilda proteiner kombineras till större strukturer, kan de bilda molekylära sammansättningar som utför mer komplexa uppgifter. Dessa proteiner med fler subenheter inkluderar DNA-polymeras, som replikerar DNA; myosin, ett motorprotein som främjar muskelkontraktion; och RNA-polymeras som kopierar DNA-segment till RNA.
Hur används DNA för att producera proteiner?
Instruktionerna för proteiner är kodade i DNA-sekvenser. Processen för att "avläsa" DNA-sekvenser och att använda dem för att bygga ett protein kräver två faser: transkription och translation. Under transkriptionen kopieras instruktionerna i DNA, som återfinns i korta sekvenser av DNA som kallas kodoner, till RNA.
Efter att ha transkriberats, binder det färdiga RNA:t, som kallas budbärar- eller messenger-RNA (mRNA), till ribosomen där det genomgår translation. Translationen är den process där en lång sträng av kodoner omvandlas till en lång sträng av aminosyror. Varje sträng av aminosyror, ordnad i en speciell ordning, kodar för ett specifikt protein.
Vad är proteinernas struktur?
Proteiner innehåller upp till fyra olika strukturordningar. Strängen av aminosyror är proteinets primärstruktur. Interaktioner mellan de olika aminosyrorna gör att vissa regioner i polypeptidkedjan veckas in i stabila mönster som kallas dess sekundärstruktur. Exempel på sekundärstruktur inkluderar alfa-helixar eller beta-flak. Dessa sekundära strukturer kan i sin tur interagera med varandra, vilket ger upphov till proteinets tertiära struktur.
Och slutligen finns det tillfällen, då mer än en kopia av ett protein måste arbeta tillsammans för att få dess jobb utfört. I dessa fall kallas var och en av proteinerna för en subenhet. Den kvartära strukturen av ett protein är den slutliga strukturen av alla subenheterna tillsammans.