アミノ酸の長鎖とは何ですか?

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著者: Lewis Jackson
作成日: 9 5月 2021
更新日: 17 11月 2024
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アミノ酸の長鎖またはポリマーはタンパク質と呼ばれます(ただし、タンパク質はアミノ酸だけである必要はありません)。アミノ酸は「ペプチド結合」によってリンクされています。アミノ酸の順序は、DNAの遺伝子内のヌクレオチド(遺伝的「アルファベット」)の順序によって決定され、タンパク質の折り畳みと機能を決定します。

アミノ酸からのタンパク質の生産

アミノ酸をタンパク質に結合するプロセスは、細胞核で始まります。遺伝子のメッセンジャーRNA(mRNA)は、一連のDNAをテンプレートとして使用して作成されます。次に、mRNAは核の外側を「リボソーム」と呼ばれるタンパク質製造業者に移動します。これがタンパク質の製造場所です。リボソームでは、トランスファーRNA(tRNA)がmRNAにアミノ酸を付着させます。本質的にmRNAは、タンパク質を構築するためのテンプレートとして使用されます。

アミノ酸間のペプチド結合

アミノ酸は、長い線状ポリマーで頭と尾をつないで結合されています。具体的には、あるアミノ酸のカルボン酸基(-CO)が次のアミノ酸のアミノ基(-NH)に結合します。この結合は「ペプチド結合」と呼ばれます。このようなアミノ酸の鎖は「ポリペプチド」と呼ばれます。

アミノ酸の側鎖

アミノ酸には、中央の炭素原子に結合した側鎖があります。これらの側鎖には、異なる静電(結合)特性があります。これは、mRNAテンプレートから放出されたときに最初に線形のタンパク質がどのように折りたたまれるかにおいて重要です。

アミノ酸の順序とタンパク質の折りたたみ

タンパク質の形状は、アミノ酸配列によって決まります。長いポリペプチド鎖の結合により、原子の自由な回転が可能になり、タンパク質の骨格に大きな柔軟性が与えられます。しかし、ほとんどのポリペプチド鎖はたった1つの形状に折りたたまれ、そのほとんどが自発的に折りたたまれます。

サイドチェーンと折りたたみ

折り畳みは、アミノ酸の側鎖の順序によって決まります。これらの側鎖は、セル内のそれぞれと水と相互作用します。極性側鎖は、水に面するようにねじれる傾向があります。非極性側鎖は、疎水性(水を嫌う)であるタンパク質ボールの中心になります。したがって、極性部位と非極性部位の分布は、タンパク質の折り畳みを支配する最も重要な要因の1つです。

アミノ酸の組み合わせの数

20個のアミノ酸がタンパク質の製造に使用されます。 n個のアミノ酸長の20 ^ n個の異なるポリペプチドが存在しますが、得られるタンパク質のごく一部が安定しています。ほとんどは、ほぼ同等のエネルギーレベルを持つ多数の形状を持ちます。形状を簡単に変えて異なるエネルギーレベルを採用できるため、生物にとって有用なほど安定していないでしょう。したがって、1つのアミノ酸が間違った場所にあると、タンパク質が役に立たなくなる可能性があります。したがって、DNAのほとんどの変異は生物に利益をもたらしません。膨大な試行錯誤を通してのみ、有用なタンパク質が進化しました。