پروتئینها مواد آلی بزرگ و یکی از انواع درشتملکولهای زیستی هستند که از زیرواحدهایی به نام اسید آمینه ساخته شدهاند. پروتئینها مانند زنجیری از یک کلاف سهبعدی بسپارهایی هستند که از ترکیب اسیدهای آمینه حاصل میشوند. اسیدهای آمینه مثل یک زنجیر خطی توسط پیوند پپتیدی میان گروههای کربوکسیل و آمین مجاور به یکدیگر متصل میشوند تا یک پلی پپتید را به وجود بیاورند. ترتیب اسیدهای آمینه در یک پروتئین توسط ژن مشخص میشود. اگرچه کد ژنتیک ۲۰ تا اسید آمینه استاندارد را معرفی میکند، در بعضی از اندامگانها(ارگانیسمها) کد ژنتیک شامل سلنوسیستئین و در بعضی از آرکیباکتریها پ یرولزین میباشد. گاهی در پروتئینها دگرگونی به وجود میآید: یا قبل از آنکه پروتئین بتواند به وظایفش در یاخته عمل کند و یا به عنوان قسمتی از مکانیسم بازرسی. پروتئینها معمولاً به یکدیگر میپیوندند تا یک وظیفهای را با یکدیگر انجام دهند که این خود باعث استوار شدن پروتئین میشود. چون ترتیبهای نامحدودی در توالی و طول زنجیره اسید آمینهها در تولید پروتئینها وجود دارد، از این رو انواع بیشماری از پروتئینها نیز میتوانند وجود داشته باشند[۱].
پروتئینهای درونیاختهای در بخشی از یاخته به نام ریبوزوم توسط آرانای (RNA) ساخته میشوند.
محتویات[نهفتن] |
ساختار پروتئین، و یا ساختمان پروتئین به ساختاری گفته میشود که پروتئین به خود میگیرد. پروتئین دارای چهار ساختار میباشد.
روشهای تعیین ساختار پروتئینکشف ساختار سوم و چهارم یک پروتئین راهنمای بسیار مهمی برای تعیین کارکرد این پروتئین است. از روشهای معمول میتوان به پراش اشعه ایکس و تشدید مغناطیسی هسته اشاره کرد<این دو روش اطلاعات اتمی خوبی دربارهٔ ساختار پروتئین مورد نظر جمع آوری میکنند.
پراش (تفرق) اشعه ایکس روشی برای مطالعهٔ ساختار مواد بلوری است که در سال ۱۹۱۲ میلادی توسط فون لاوه کشف شد و توسط ویلیام هنری براگ و ویلیام لورنس براگ برای بررسی بلورها بکار گرفته شد.
cryo-electron microscopy روش دیگری است برای مطالعه ساختار پروتئین که معمولاً در دمای نزدیگ به نیتروژن مایع انجام میشود.
بلورنگاری الکترونی (به انگلیسی: Electron crystallography) روشی برای تعیین آرایش اتمها در جامدات به وسیله میکروسکوپ الکترونی است. این روش میتواند مکملی برایبلورنگاری پرتو-ایکس روی پروتئینهایی (مانند پروتئینهای غشائی) که به راحتی نمیتوانند کریستال سهبعدی لازم برای این کار را تشکیل بدهند، دانست.
بانک داده پروتئین (به انگلیسی: Protein Data Bank) (به اختصار PDB) منبعی برای دادههای ساختار سهبعدی پروتئینها و اسیدهای نوکلئیک است. این دادهها عموماً توسطبلورنگاری پرتو-ایکس یا بینابنمایی انامآر به دست میآیند و توسط زیستشناسها یا زیستشیمیپیشهها از سراسر دنیا برای دسترس عموم آنجا گذاشته میشوند.
خالص سازی پروتئین شامل یک سری مراحل میباشد که برای مجزا کردن یک نوع پروتئین از پروتئینهای مختلط استفاده میشود. خالص سازی امری حیاتی برای توصیف وظیفه، ساختار و فعل و انفعالات پروتئین مورد نظر میباشد. این کار معمولاً با یک بافت زیستی و یا کشت میکروبی آغاز میشود. مولکولها از یاخته جدا شده و سپس پروتئینها از دیگرمولکولهای یاختهای جدا میشوند. در انتها پروتئین مورد نظر از دیگر پروتئینها جدا میشود[۲].
از اطلاعات موجود در دیانای برای ساختن پروتئینها استفاده میشود، اما جایگاه دیانای در هسته و جایگاه پروتئینسازی در سیتوپلاسم است. اندازهگیریهای گوناگون نشان دادهاند که در یاختههایی که در آنها فعالیت پروتئینسازی چندان شدید نیست، مقدار آرانای نیز کم است. از طرف دیگر، آرانای هم در هسته یافت میشود و هم در سیتوپلاسم. بر این اساس و نیز بر اساس آزمایشها و مشاهدههای دیگر، دانشمندان به این نتیجه رسیدند که آرانای اطلاعات را از دیانای به ریبوزومها حمل میکند. به این نوع آرانای که اطلاعات را از دیانای به ریبوزومها حمل میکند، آرانای پیک یا پیامبر(mRNA) میگویند. نوعی دیگر آرانای ناقل (tRNA) است که اسیدهای آمینه را به ریبوزوم منتقل میکند، تاریبوزوم اسیدهای آمینه را بر اساس اطلاعات موجود در mRNA کنار یکدیگر ردیف کند. نوع دیگر آرانای ریبوزومی (rRNA) است که در ساختار ریبوزومها شرکت دارد.
برای ساخت پروتئین در یاخته مراحل زیر باید انجام شود: