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タンパク質は、地球上のすべての生命にとって最も重要な化学物質です。タンパク質の構造は大きく異なります。ただし、各タンパク質は20種類のアミノ酸の多くで構成されています。アルファベットの文字と同様に、タンパク質のアミノ酸の順序は、最終構造の機能に重要な役割を果たします。タンパク質の長さは数百個のアミノ酸である可能性があるため、その可能性はほぼ無限です。
アミノ酸配列の決定方法
あなたは、DNAがあなた自身であるすべての遺伝的基盤であるという一般的な考えを持っているかもしれません。あなたが気づかないかもしれないのは、DNAの唯一の機能は、あなたをあなた自身にするすべてのタンパク質に入るアミノ酸の順序を最終的に決定することであるということです。 DNAは、繰り返し繰り返される4つのヌクレオチドの単純な長い鎖です。これらの4つのヌクレオチドはアデニン、チミン、グアニン、シトシンであり、通常ATGCの文字で表されます。あなたのDNAがどれほど長くても、これらのヌクレオチドを3つのグループに分けて「読み取り」、3つのヌクレオチドごとに1つの特定のアミノ酸をコードします。したがって、300ヌクレオチドのシーケンスは、最終的に100アミノ酸長のタンパク質をコードします。
アミノ酸の選択
最終的に、あなたのDNAはメッセンジャーRNAまたはmRNAとして知られるそれ自身の小さなコピーを撃ち落とします。これらはタンパク質が作られる細胞のリボソームに行きます。 RNAはDNAと同じアデニン、グアニン、シトシンを使用しますが、チミンの代わりにウラシルと呼ばれる化学物質を使用します。 A、U、G、Cの文字で遊んで3つのグループに再配置すると、異なる順序で64の可能な組み合わせがあることがわかります。 3つの各グループは、コドンとして知られています。科学者は、特定のコドンがコードしているアミノ酸を確認できるチャートを開発しました。あなたの体は、mRNAが「CCU」を読み取る場合、プロリンと呼ばれるアミノ酸をそのスポットに追加する必要があることを知っていますが、「CUC」を読み取る場合、アミノ酸ロイシンを追加する必要があります。コドンチャート全体を表示するには、ページの下部にある参照セクションを参照してください。
タンパク質のさまざまな可能性
タンパク質は単純にアミノ酸の1本の鎖である場合もありますが、複雑なタンパク質の中には、実際には複数のアミノ酸の鎖が結合しているものがあります。さらに、タンパク質は長さが異なり、数個のアミノ酸のみの長さもあれば、100個以上のアミノ酸の長さもあります。さらに、すべてのタンパク質が20個すべてのアミノ酸を使用しているわけではありません。たんぱく質はおそらく100個のアミノ酸の長さですが、8個または10個の異なるアミノ酸しか使用できません。これらすべての可能性があるため、文字通り、タンパク質である可能性のある無数の可能な順列があります。自然界では、タンパク質の数には限りがあるかもしれません。ただし、存在する実際のタンパク質の数は、数十億個以上ではありません。
タンパク質の違い
すべての生物はDNAを持ち、すべてが生命に不可欠なタンパク質を作成するために同じ20のアミノ酸を使用します。そのため、バクテリア、植物、ハエ、人間はすべて、生命の同じ基本的な構成要素を共有していると言えます。ハエと人間の唯一の違いは、DNAの順序、したがってタンパク質の順序です。人間の中でも、タンパク質は大きく異なります。タンパク質は髪と爪を作りますが、唾液中の酵素も作ります。タンパク質は心臓を構成し、肝臓も構成します。タンパク質の構造的および機能的用途の多様性はほぼ無限です。
順序が重要な理由
アミノ酸の順序はタンパク質にとって重要であり、文字の順序は単語にとって重要です。 「サンタ」という用語とそれに関連するすべてのことを考えてください。文字を単純に並べ替えると、「サタン」という用語が生まれる可能性があります。アミノ酸についても違いはありません。各アミノ酸には、他のアミノ酸と異なる反応方法があります。水が好きな人もいれば、水が嫌いな人もいれば、さまざまなアミノ酸が磁石の極のように相互作用することができます。分子レベルでは、アミノ酸は凝縮して螺旋状またはシート状になります。アミノ酸が並んでいることを好まない場合、これは分子の形を劇的に変えることができます。最終的に、実際に交錯するのは分子の形状です。唾液中のタンパク質であるアミラーゼは、食物中の炭水化物を分解し始めますが、脂肪に触れることはできません。胃液のタンパク質であるペプシンは、タンパク質を分解できますが、炭水化物を分解することはできません。アミノ酸の順序はタンパク質に構造を与え、構造はタンパク質に機能を与えます。