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Proteine bestehen aus Aminosäuren (von denen es im menschlichen Körper zwanzig gibt), die durch Peptidbindungen miteinander verbunden sind.
Aminosäuren, die durch Peptidbindungen miteinander verbunden sind, werden als Polypeptidketten bezeichnet. Ab 30–50 miteinander verbundene Aminosäuren können als Proteine bezeichnet werden.
Alle Aminosäuren haben die gleiche Grundstrukturformel. aber alle haben eine andere Seitenkette, die manchmal mit dem Buchstaben R bezeichnet wird. An einem Ende einer Aminosäure befindet sich eine Carboxylgruppe (COOH), die sich um den sauren Teil der Aminosäure kümmert Am anderen Ende befindet sich eine Amingruppe (H2N). Aminosäuren werden nach vier verschiedenen Merkmalen klassifiziert: unpolar
Proteine können ab 30–50 synthetisiert werden Aminosäuren in beliebiger Reihenfolge, die zu Millionen möglicher Kombinationen führen.
Es gibt vier Orga-Ebenen Organisation von Proteinen.
Die erste oder primäre Ebene ist die lineare Anordnung von Aminosäuren.
Die sekundäre Organisationsebene ist die Faltung oder Ausrichtung von Proteinen in einer solchen Weg, um sich wiederholende Muster zu bekommen. Zwei dieser Muster sind die Alpha-Helix und das Beta-Faltenblatt.
Die dritte oder tertiäre Ebene der Organisation umfasst die Wechselwirkungen der Seitenketten durch kovalente Bindung, Wasserstoffbindung, Salzbrücken, hydrophobe Wechselwirkungen und Metallionenkoordination.
Die vierte oder quaternäre Ebene umfasst mehr als eine Polypeptidkette und ihre nachfolgenden Wechselwirkungen. Ein häufiges Beispiel für ein Protein mit mehr als einer Polypeptidkette ist Hämoglobin, das Molekül, das zum Transport von Sauerstoff durch den Körper verwendet wird.
Quellen:
Otaki, JM, Ienaka, S., Gotoh, T. & Yamamoto, H. (2005). Verfügbarkeit kurzer Aminosäuresequenzen in Proteinen. Proteinwissenschaft: eine Veröffentlichung der Protein Society , 14 (3), 617-25
Einführung in die allgemeine, organische und Biochemie (10. Ausgabe) von Frederick A. Bettelheim, William H. Brown, Mary K. Campbell, Shawn O. Farrell und Omar J. Torres.
Antwort
Proteine sind eine wichtige Klasse von Molekülen, die den größten Teil der Arbeit in Zellen ausführen. Die Bausteine von Proteinen sind kleinere organische Moleküle, die Aminosäuren genannt werden. Die meisten Organismen, einschließlich des Menschen, verwenden nur 20 verschiedene Aminosäuren, um die große Menge an Proteinen zusammenzusetzen, die zum Aufbau und Betrieb einer Zelle benötigt werden.
Um Proteine aufzubauen, verwenden Zellen eine komplexe Anordnung von Molekülen, die als Ribosom bezeichnet wird. Das Ribosom setzt Aminosäuren in der richtigen Reihenfolge zusammen und verbindet sie über Peptidbindungen. Dieser als Translation bekannte Prozess erzeugt eine lange Reihe von Aminosäuren, die als Polypeptidkette bezeichnet wird.
Nachdem die Polypeptidkette synthetisiert wurde, wird sie manchmal einer zusätzlichen Verarbeitung unterzogen. Beispielsweise werden bei einigen Proteinen bestimmte Aminosäuren entfernt. Oder zusätzliche Moleküle wie Zucker oder Phosphate können an einige der Aminosäuren in einem Protein gebunden sein.
Proteine sind für eine große Anzahl von Zellfunktionen verantwortlich. Viele Proteine, wie Mikrotubuli, geben den Zellen Struktur. Andere helfen beim Transport oder der Lagerung anderer Moleküle. Ein gutes Beispiel ist Hämoglobin in roten Blutkörperchen, das den Zellen Sauerstoff und Kohlendioxid entzieht.
Wieder andere Proteine, sogenannte Antikörper, ermöglichen es dem körpereigenen Immunsystem, potenziell schädliche Mikroben zu erkennen und auf sie abzuzielen. Signalproteine wie Peptidhormone dienen als Botenstoffe, die Informationen zwischen verschiedenen Zellen oder Organen transportieren.
Enzyme sind eine weitere besonders wichtige Art von Protein. Zellen führen Tausende verschiedener chemischer Reaktionen durch, von denen jede eine bestimmte Energiemenge benötigt. Enzyme tragen dazu bei, die für eine chemische Reaktion benötigte Energie zu reduzieren, sodass Zellen effizienter arbeiten können.
Wenn sich einzelne Proteine zu größeren Strukturen verbinden, können sie molekulare Anordnungen bilden, die komplexere Aufgaben ausführen. Diese Proteine mit mehreren Untereinheiten umfassen DNA-Polymerase, die DNA repliziert; Myosin, ein Motorprotein, das die Muskelkontraktion fördert; und RNA-Polymerase, die DNA-Segmente in RNA kopiert.
Die Anweisungen für Proteine sind in DNA-Sequenzen . Der Prozess des „Lesens“ von DNA-Sequenzen und ihrer Verwendung zum Aufbau eines Proteins erfordert zwei Phasen: Transkription und Translation. Während der Transkription werden die Anweisungen in der DNA, die in kurzen DNA-Sequenzen enthalten sind, die als Codons bezeichnet werden, in die RNA kopiert.
Nach der Transkription bindet die fertige RNA, Messenger-RNA (mRNA) genannt, an das Ribosom, wo sie translatiert wird. Die Übersetzung ist der Prozess, bei dem eine lange Folge von Codons in eine lange Reihe von Aminosäuren umgewandelt wird. Jede in einer bestimmten Reihenfolge angeordnete Reihe von Aminosäuren kodiert für ein bestimmtes Protein.
Proteine enthalten bis zu vier verschiedene Ordnungen der Struktur. Die Aminosäurekette ist die Primärstruktur des Proteins. Wechselwirkungen zwischen den verschiedenen Aminosäuren bewirken, dass sich bestimmte Regionen der Polypeptidkette zu stabilen Mustern falten, die als Sekundärstruktur bezeichnet werden. Beispiele für Sekundärstrukturen umfassen Alpha-Helices oder Beta-Blätter. Diese Sekundärstrukturen können wiederum miteinander interagieren und die Tertiärstruktur entstehen lassen.
Und schließlich gibt es Zeiten, in denen mehr als eine Kopie eines Proteins zusammenarbeiten muss, um seine Arbeit zu erledigen. In diesen Fällen wird jedes der Proteine als Untereinheit bezeichnet. Die quaternäre Struktur eines Proteins ist die endgültige Struktur aller Untereinheiten zusammen.
Quelle: AncestryDNA® Learning Hub