Les protéines sont à la base de la vie des cellules et du corps. Réalisant un grand nombre de fonctions dans les tissus vivants, il met en œuvre ses principales capacités: croissance, activité vitale, mouvement et reproduction. Dans ce cas, la cellule elle-même synthétise une protéine dont le monomère est un acide aminé. Sa position dans la structure primaire de la protéine est programmée par le code génétique, qui est hérité. Même le transfert de gènes d'une cellule mère à une cellule fille n'est qu'un exemple du transfert d'informations sur la structure d'une protéine. Cela en fait une molécule qui est à la base de la vie biologique.
Caractéristiques générales de la structure des protéines
Les molécules protéiques synthétisées dans une cellule sont des polymères biologiques.
Dans une protéine, le monomère est toujours un acide aminé, et leur combinaison constitue la chaîne primaire de la molécule. C'est ce qu'on appelle la structure primaire d'une molécule de protéine, qui plus tard, spontanément ou sous l'action de catalyseurs biologiques, est modifiée en une structure secondaire, tertiaire ou de domaine.
Structure secondaire et tertiaire
Protéine secondaireLa structure est une modification spatiale de la chaîne primaire associée à la formation de liaisons hydrogène dans les régions polaires. Pour cette raison, la chaîne est pliée en boucles ou torsadée en spirale, ce qui prend moins de place. A ce moment, la charge locale des sections de la molécule change, ce qui déclenche la formation d'une structure tertiaire - globulaire. Les sections serties ou hélicoïdales sont torsadées en boules à l'aide de liaisons disulfure.
Les balles elles-mêmes vous permettent de former une structure spéciale nécessaire pour exécuter les fonctions programmées. Il est important que même après une telle modification, le monomère de la protéine soit un acide aminé. Cela confirme également que lors de la formation de la structure secondaire, puis tertiaire et quaternaire de la protéine, la séquence primaire d'acides aminés ne change pas.
Caractérisation des monomères protéiques
Toutes les protéines sont des polymères dont les monomères sont des acides aminés. Ce sont des composés organiques qui sont soit synthétisés par une cellule vivante, soit qui y pénètrent sous forme de nutriments. Parmi ceux-ci, une molécule de protéine est synthétisée sur les ribosomes à l'aide de la matrice d'ARN messager avec une énorme dépense d'énergie. Les acides aminés eux-mêmes sont des composés avec deux groupes chimiques actifs: un radical carboxyle et un groupe amino situé sur l'atome de carbone alpha. C'est cette structure qui permet à la molécule d'être qualifiée d'acide alpha-aminé capable de former des liaisons peptidiques. Les monomères protéiques ne sont que des acides alpha-aminés.
Formation de liaisons peptidiques
Une liaison peptidique est un groupe chimique moléculaire formé d'atomes de carbone, d'oxygène, d'hydrogène et d'azote. Il est formé lors du processus de séparation de l'eau du groupe carboxyle d'un acide alpha-aminé et du groupe amino d'un autre. Dans ce cas, le radical hydroxyle est séparé du radical carboxyle qui, en se combinant avec le proton du groupe amino, forme de l'eau. En conséquence, deux acides aminés sont reliés par une liaison polaire covalente CONH.
Seuls les acides alpha-aminés, monomères de protéines d'organismes vivants, peuvent le former. Il est possible d'observer la formation d'une liaison peptidique en laboratoire, bien qu'il soit difficile de synthétiser sélectivement une petite molécule en solution. Les monomères protéiques sont des acides aminés et leur structure est programmée par le code génétique. Par conséquent, les acides aminés doivent être connectés dans un ordre strictement désigné. Ceci est impossible dans une solution dans des conditions d'équilibre chaotiques, et il est donc toujours impossible de synthétiser artificiellement une protéine complexe. S'il existe un équipement permettant un ordre strict d'assemblage de la molécule, sa maintenance sera assez onéreuse.
Synthèse protéique dans une cellule vivante
Dans une cellule vivante, la situation est inversée, puisqu'elle possède un appareil de biosynthèse développé. Ici, les monomères des molécules de protéines peuvent être assemblés en molécules dans une séquence stricte. Il est programmé par le code génétique stocké dans les chromosomes. S'il est nécessaire de synthétiser une certaine protéine structurelle ou enzyme, le processus de lecture du code ADN et de formation d'une matrice (etARN) à partir duquel la protéine est synthétisée. Le monomère rejoindra progressivement la chaîne polypeptidique en croissance sur l'appareil ribosomal. À la fin de ce processus, une chaîne de résidus d'acides aminés sera créée, qui spontanément ou au cours du processus enzymatique formera une structure secondaire, tertiaire ou de domaine.
Régularités de la biosynthèse
Certaines caractéristiques de la biosynthèse des protéines, de la transmission de l'information héréditaire et de sa mise en œuvre doivent être soulignées. Ils résident dans le fait que l'ADN et l'ARN sont des substances homogènes constituées de monomères similaires. À savoir, l'ADN est composé de nucléotides, tout comme l'ARN. Ce dernier se présente sous forme d'ARN informationnel, de transport et ribosomal. Cela signifie que l'ensemble de l'appareil cellulaire responsable du stockage des informations héréditaires et de la biosynthèse des protéines est un tout unique. Par conséquent, le noyau cellulaire avec les ribosomes, qui sont également des molécules d'ARN de domaine, doit être considéré comme un appareil complet pour le stockage des gènes et leur mise en œuvre.
La deuxième caractéristique de la biosynthèse d'une protéine dont le monomère est un acide alpha-aminé est de déterminer l'ordre strict de leur fixation. Chaque acide aminé doit prendre sa place dans la structure protéique primaire. Ceci est assuré par l'appareil décrit ci-dessus pour le stockage et la mise en œuvre des informations héréditaires. Des erreurs peuvent s'y produire, mais elles seront éliminées par lui. En cas d'assemblage incorrect, la molécule sera détruite et la biosynthèse recommencera.
