أربعة أنواع من بنية البروتين

البروتينات هم البوليمرات البيولوجية تتكون من أحماض أمينية. تشكل الأحماض الأمينية ، المرتبطة ببعضها بواسطة روابط الببتيد ، سلسلة بولي ببتيد. واحدة أو أكثر من سلاسل البولي ببتيد الملتوية في شكل ثلاثي الأبعاد من البروتين. تحتوي البروتينات على أشكال معقدة تتضمن العديد من الطيات والحلقات والمنحنيات. يحدث الطي في البروتينات بشكل تلقائي. رابطة كيميائية بين أجزاء من سلسلة البولي ببتيد تساعد في تثبيت البروتين وإعطائه شكله. هناك فئتان عامتان من جزيئات البروتين: البروتينات الكروية والبروتينات الليفية. تكون البروتينات الكروية مضغوطة وقابلة للذوبان بشكل كروي بشكل عام. عادة ما تكون البروتينات الليفية ممدودة وغير قابلة للذوبان. قد تظهر البروتينات الكروية والليفية نوعًا واحدًا أو أكثر من أربعة أنواع من بنية البروتين.

تتميز المستويات الأربعة من بنية البروتين عن بعضها البعض بدرجة التعقيد في سلسلة البولي ببتيد. قد يحتوي جزيء بروتين واحد على واحد أو أكثر من أنواع بنية البروتين: البنية الأولية والثانوية والثالثية والرباعية.

الهيكل الأساسي يصف الترتيب الفريد الذي يتم فيه ربط الأحماض الأمينية معًا لتكوين بروتين. تتكون البروتينات من مجموعة من 20 حمضًا أمينيًا. بشكل عام ، تحتوي الأحماض الأمينية على الخصائص الهيكلية التالية:

تحتوي جميع الأحماض الأمينية على كربون ألفا المرتبط بذرة هيدروجين ومجموعة كربوكسيل ومجموعة أمينية. ال مجموعة "R" يختلف بين أحماض أمينية ويحدد الفروق بين هذه مونومرات البروتين. يتم تحديد تسلسل الأحماض الأمينية للبروتين من خلال المعلومات الموجودة في الخلية الكود الجيني. إن ترتيب الأحماض الأمينية في سلسلة عديد الببتيد فريد ومحدّد لبروتين معين. تغيير حمض أميني واحد يسبب أ طفرة جينيةوالذي ينتج عنه في الغالب بروتين لا يعمل.

الهيكل الثانوي يشير إلى لف أو طي سلسلة بولي ببتيد تعطي البروتين شكله ثلاثي الأبعاد. هناك نوعان من الهياكل الثانوية لوحظت في البروتينات. نوع واحد هو ألفا (α) حلزون بناء. يشبه هذا الهيكل النابض الملفوف ويتم تأمينه عن طريق الترابط الهيدروجيني في سلسلة عديد الببتيد. النوع الثاني من البنية الثانوية في البروتينات هو ورقة بيتا (β) مطوي. يبدو أن هذا الهيكل مطوي أو مطوي ويتم تثبيته معًا عن طريق الترابط الهيدروجيني بين وحدات بولي ببتيد من السلسلة المطوية المتجاورة مع بعضها البعض.

هيكل رباعي يشير إلى بنية جزيء بروتيني يتكون من تفاعلات بين سلاسل متعددة من الببتيد. يشار إلى كل سلسلة بولي ببتيد باسم وحدة فرعية. قد تتكون البروتينات ذات البنية الرباعية من أكثر من واحد من نفس نوع الوحدة الفرعية للبروتين. قد تتكون أيضًا من وحدات فرعية مختلفة. الهيموغلوبين هو مثال على بروتين ذو بنية ربعية. الهيموغلوبين ، الموجود في دم، هو بروتين يحتوي على الحديد يربط جزيئات الأكسجين. يحتوي على أربع وحدات فرعية: وحدتان فرعيتان ألفا ووحدتان فرعيتان بيتا.

يتم تحديد الشكل ثلاثي الأبعاد للبروتين من خلال هيكله الأساسي. يؤسس ترتيب الأحماض الأمينية بنية البروتين ووظيفته الخاصة. يتم تحديد التعليمات المميزة لترتيب الأحماض الأمينية من قبل الجينات في زنزانة. عندما تدرك الخلية الحاجة إلى تخليق البروتين ، فإن الحمض النووي ينكشف وينسخ في الحمض النووي الريبي نسخة من الكود الجيني. تسمى هذه العملية نسخ الحمض النووي. ثم نسخة RNA ترجم لإنتاج بروتين. تحدد المعلومات الوراثية في الحمض النووي التسلسل المحدد للأحماض الأمينية والبروتين المحدد الذي يتم إنتاجه. البروتينات هي أمثلة على نوع واحد من البوليمر البيولوجي. إلى جانب البروتينات ، الكربوهيدرات, الدهونو احماض نووية تشكل الفئات الأربع الرئيسية للمركبات العضوية في المعيشة الخلايا.