Proteína é a base da vida da célula e do corpo. Desempenhando um grande número de funções nos tecidos vivos, implementa suas principais capacidades: crescimento, atividade vital, movimento e reprodução. Nesse caso, a própria célula sintetiza uma proteína, cujo monômero é um aminoácido. Sua posição na estrutura primária da proteína é programada pelo código genético, que é herdado. Mesmo a transferência de genes de uma célula mãe para uma célula filha é apenas um exemplo da transferência de informações sobre a estrutura de uma proteína. Isso a torna uma molécula que é a base da vida biológica.
Características gerais da estrutura da proteína
As moléculas de proteína sintetizadas em uma célula são polímeros biológicos.
Em uma proteína, o monômero é sempre um aminoácido, e sua combinação forma a cadeia primária da molécula. É chamada de estrutura primária de uma molécula de proteína, que mais tarde espontaneamente ou sob a ação de catalisadores biológicos é modificada em uma estrutura secundária, terciária ou de domínio.
Estrutura secundária e terciária
Proteína secundáriaestrutura é uma modificação espacial da cadeia primária associada à formação de ligações de hidrogênio em regiões polares. Por esta razão, a corrente é dobrada em voltas ou torcida em espiral, o que ocupa menos espaço. Neste momento, a carga local das seções da molécula muda, o que desencadeia a formação de uma estrutura terciária - uma globular. As seções crimpadas ou helicoidais são torcidas em bolas com a ajuda de pontes de dissulfeto.
As próprias bolas permitem que você forme uma estrutura especial que é necessária para realizar as funções programadas. É importante que, mesmo após tal modificação, o monômero da proteína seja um aminoácido. Isso também confirma que durante a formação da estrutura secundária e, em seguida, terciária e quaternária da proteína, a sequência de aminoácidos primária não muda.
Caracterização de monômeros de proteínas
Todas as proteínas são polímeros, cujos monômeros são aminoácidos. Estes são compostos orgânicos que são sintetizados por uma célula viva ou entram nela como nutrientes. Destes, uma molécula de proteína é sintetizada nos ribossomos usando a matriz de RNA mensageiro com um enorme gasto de energia. Os próprios aminoácidos são compostos com dois grupos químicos ativos: um radical carboxila e um grupo amino localizado no átomo de carbono alfa. É essa estrutura que permite que a molécula seja chamada de alfa-aminoácido capaz de formar ligações peptídicas. Os monômeros de proteína são apenas alfa-aminoácidos.
Formação de ligação peptídica
Uma ligação peptídica é um grupo químico molecular formado por átomos de carbono, oxigênio, hidrogênio e nitrogênio. É formado no processo de separação da água do grupo carboxila de um alfa-aminoácido e do grupo amino de outro. Nesse caso, o radical hidroxila é separado do radical carboxila, que, combinando-se com o próton do grupo amino, forma água. Como resultado, dois aminoácidos são conectados por uma ligação polar covalente CONH.
Somente alfa-aminoácidos, monômeros de proteínas de organismos vivos, podem formá-lo. É possível observar a formação de uma ligação peptídica em laboratório, embora seja difícil sintetizar seletivamente uma pequena molécula em solução. Os monômeros de proteínas são aminoácidos e sua estrutura é programada pelo código genético. Portanto, os aminoácidos devem ser conectados em uma ordem estritamente designada. Isso é impossível em uma solução sob condições caóticas de equilíbrio e, portanto, ainda é impossível sintetizar artificialmente uma proteína complexa. Se houver equipamento que permita uma ordem estrita de montagem da molécula, sua manutenção será bastante cara.
Síntese de proteínas em uma célula viva
Em uma célula viva, a situação se inverte, pois ela possui um aparato de biossíntese desenvolvido. Aqui, os monômeros de moléculas de proteína podem ser montados em moléculas em uma sequência estrita. É programado pelo código genético armazenado nos cromossomos. Se for necessário sintetizar uma determinada proteína ou enzima estrutural, o processo de leitura do código de DNA e formação de uma matriz (eRNA) a partir do qual a proteína é sintetizada. O monômero gradualmente se juntará à cadeia polipeptídica crescente no aparelho ribossômico. Após a conclusão deste processo, será criada uma cadeia de resíduos de aminoácidos, que espontaneamente ou durante o processo enzimático formará uma estrutura secundária, terciária ou de domínio.
Regularidades da biossíntese
Algumas características da biossíntese de proteínas, transmissão de informações hereditárias e sua implementação devem ser destacadas. Eles residem no fato de que o DNA e o RNA são substâncias homogêneas que consistem em monômeros semelhantes. Ou seja, o DNA é composto de nucleotídeos, assim como o RNA. Este último é apresentado na forma de RNA informativo, de transporte e ribossômico. Isso significa que todo o aparato celular responsável por armazenar informações hereditárias e biossíntese de proteínas é um todo único. Portanto, o núcleo da célula com ribossomos, que também são moléculas de RNA de domínio, deve ser considerado como um aparato completo para armazenar genes e sua implementação.
A segunda característica da biossíntese de uma proteína, cujo monômero é um alfa-aminoácido, é determinar a ordem estrita de sua ligação. Cada aminoácido deve ocupar seu lugar na estrutura primária da proteína. Isso é assegurado pelo aparelho descrito acima para o armazenamento e implementação de informações hereditárias. Erros podem ocorrer nele, mas serão eliminados por ele. Em caso de montagem incorreta, a molécula será destruída e a biossíntese começará novamente.
