Nový

Aminokyseliny: štruktúra, skupiny a funkcia

Aminokyseliny: štruktúra, skupiny a funkcia



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Aminokyseliny sú organické molekuly, ktoré po spojení s inými aminokyselinami tvoria proteín. Aminokyseliny sú nevyhnutné pre život, pretože proteíny, ktoré tvoria, sú zapojené takmer do všetkých bunkových funkcií. Niektoré proteíny fungujú ako enzýmy, niektoré ako protilátky, zatiaľ čo iné poskytujú štrukturálnu podporu. Aj keď sa v prírode vyskytujú stovky aminokyselín, proteíny sú skonštruované zo súboru 20 aminokyselín.

Kľúčové jedlá

  • Takmer všetky bunkové funkcie zahŕňajú proteíny. Tieto proteíny sú zložené z organických molekúl nazývaných aminokyseliny.
  • Aj keď v prírode existuje veľa rôznych aminokyselín, naše proteíny sa tvoria z dvadsiatich aminokyselín.
  • Zo štrukturálneho hľadiska sa aminokyseliny typicky skladajú z atómu uhlíka, atómu vodíka, karboxylovej skupiny spolu s aminoskupinou a variabilnou skupinou.
  • Na základe variabilnej skupiny môžu byť aminokyseliny rozdelené do štyroch kategórií: nepolárne, polárne, negatívne nabité a pozitívne nabité.
  • Zo skupiny dvadsiatich aminokyselín môže telo z tela vyrobiť jedenásť a označujú sa ako nepodstatné aminokyseliny. Aminokyseliny, ktoré telo nemôže prirodzene tvoriť, sa nazývajú esenciálne aminokyseliny.

Štruktúra

Štruktúra bázických aminokyselín: alfa uhlík, atóm vodíka, karboxylová skupina, aminoskupina, "R" skupina (bočný reťazec). Yassine Mrabet / Wikimedia Commons

Aminokyseliny majú všeobecne nasledujúce štruktúrne vlastnosti:

  • Uhlík (alfa uhlík)
  • Atóm vodíka (H)
  • Karboxylová skupina (-COOH)
  • Aminoskupina (-NH2)
  • „Premenlivá“ skupina alebo „R“ skupina

Všetky aminokyseliny majú alfa uhlík viazaný na atóm vodíka, karboxylovú skupinu a aminoskupinu. Skupina „R“ sa medzi aminokyselinami líši a určuje rozdiely medzi týmito proteínovými monomérmi. Aminokyselinová sekvencia proteínu je určená informáciou nájdenou v bunkovom genetickom kóde. Genetický kód je sekvencia nukleotidových báz v nukleových kyselinách (DNA a RNA), ktoré kódujú aminokyseliny. Tieto génové kódy nielen určujú poradie aminokyselín v proteíne, ale tiež určujú štruktúru a funkciu proteínu.

Skupiny aminokyselín

Aminokyseliny môžu byť klasifikované do štyroch všeobecných skupín na základe vlastností skupiny "R" v každej aminokyseline. Aminokyseliny môžu byť polárne, nepolárne, pozitívne nabité alebo negatívne nabité. Polárne aminokyseliny majú skupiny „R“, ktoré sú hydrofilné, čo znamená, že hľadajú kontakt s vodnými roztokmi. Nepolárne aminokyseliny sú opakom (hydrofóbne) v tom, že sa vyhýbajú kontaktu s kvapalinou. Tieto interakcie hrajú hlavnú úlohu pri skladaní proteínov a dodávajú proteínom ich 3-D štruktúru. Nižšie je uvedený zoznam 20 aminokyselín zoskupených podľa ich vlastností skupiny „R“. Nepolárne aminokyseliny sú hydrofóbne, zatiaľ čo zostávajúce skupiny sú hydrofilné.

Nepolárne aminokyseliny

  • ala: alanínGly: glycínIle: izoleucínLeu: leucín
  • splnené: metioníntrp: tryptofánPhe: fenylalanínpre: Proline
  • Val: Valine

Polárne aminokyseliny

  • Cys: cysteínser: serinethr: treonín
  • Tyr: tyrozínasn: asparagíngin: glutamín

Polárne základné aminokyseliny (pozitívne nabité)

  • Jeho: histidínLys: lyzínarg: arginín

Polárne kyslé aminokyseliny (záporne nabité)

  • asp: aspartátGlu: glutamát

Aj keď sú aminokyseliny nevyhnutné pre život, nie všetky z nich sa môžu v tele prirodzene vyrábať. Z 20 aminokyselín sa môže 11 produkovať prirodzene. Títo neesenciálne aminokyseliny alanín, arginín, asparagín, aspartát, cysteín, glutamát, glutamín, glycín, prolín, serín a tyrozín. S výnimkou tyrozínu sa neesenciálne aminokyseliny syntetizujú z produktov alebo medziproduktov dôležitých metabolických ciest. Napríklad alanín a aspartát sú odvodené od látok produkovaných počas bunkového dýchania. Alanín je syntetizovaný z pyruvátu, produktu glykolýzy. Aspartát je syntetizovaný z oxaloacetátu, medziproduktu cyklu kyseliny citrónovej. Uvažuje sa o šiestich nepodstatných aminokyselinách (arginín, cysteín, glutamín, glycín, prolín a tyrozín). podmienečne nevyhnutné ako doplnok výživy sa môže vyžadovať v priebehu choroby alebo u detí. Aminokyseliny, ktoré sa nemôžu prirodzene vyrábať, sa nazývajú esenciálne aminokyseliny, Sú to histidín, izoleucín, leucín, lyzín, metionín, fenylalanín, treonín, tryptofán a valín. Esenciálne aminokyseliny sa musia získavať prostredníctvom stravovania. Bežné zdroje potravín pre tieto aminokyseliny zahŕňajú vajcia, sójové bielkoviny a molice. Na rozdiel od ľudí sú rastliny schopné syntetizovať všetkých 20 aminokyselín.

Syntéza aminokyselín a proteínov

Transmisný elektrónový mikrograf DNA (ružový). Počas transkripcie sú syntetizované vlákna mRNA (zelené) a prekladané ribozómami (modré).

DR ELENA KISELEVA / Getty Images

Proteíny sa vyrábajú prostredníctvom procesov transkripcie a translácie DNA. Pri syntéze proteínov sa DNA najskôr transkribuje alebo skopíruje do RNA. Výsledný RNA transkript alebo messengerová RNA (mRNA) sa potom translatuje, aby sa z transkribovaného genetického kódu produkovali aminokyseliny. Organely nazývané ribozómy a ďalšia molekula RNA nazývaná transferová RNA pomáhajú prekladať mRNA. Výsledné aminokyseliny sa spoja dehydratačnou syntézou, čo je proces, pri ktorom sa medzi aminokyselinami vytvorí peptidová väzba. Polypeptidový reťazec sa vytvára, keď je niekoľko aminokyselín spojených peptidovými väzbami. Po niekoľkých modifikáciách sa polypeptidový reťazec stáva plne funkčným proteínom. Jeden alebo viac polypeptidových reťazcov stočených do trojrozmernej štruktúry tvorí proteín.

Biologické polyméry

Kým aminokyseliny a proteíny hrajú zásadnú úlohu pri prežívaní živých organizmov, existujú aj ďalšie biologické polyméry, ktoré sú tiež potrebné pre normálne biologické fungovanie. Spolu s proteínmi tvoria uhľohydráty, lipidy a nukleové kyseliny štyri hlavné triedy organických zlúčenín v živých bunkách.

Zdroje

  • Reece, Jane B. a Neil A. Campbell. Campbell Biology, Benjamin Cummings, 2011.