Eiwitten behoren tot de belangrijkste chemicaliën voor alle leven op aarde. De structuur van eiwitten kan sterk variëren. Elk eiwit bestaat echter uit veel van de 20 verschillende aminozuren. Net als de letters in het alfabet, speelt de volgorde van de aminozuren in een eiwit een belangrijke rol in hoe de uiteindelijke structuur zal functioneren. Eiwitten kunnen honderden aminozuren lang zijn, dus de mogelijkheden zijn bijna eindeloos, zoals we binnenin zullen onderzoeken.

Hoe de aminozuursequentie wordt bepaald

Misschien heeft u een algemeen idee dat DNA de juiste is genetische basis voor alles wat je bent. Wat je misschien niet beseft, is dat de enige functie van DNA is om uiteindelijk de volgorde te bepalen van aminozuren die alle eiwitten binnengaan die je maken tot wie je bent. DNA is eenvoudigweg een lange keten van vier nucleotiden die zich steeds opnieuw herhaalt. Die vier nucleotiden zijn adenine, thymine, guanine en cytosine en worden gewoonlijk voorgesteld door de letters ATGC. Ongeacht hoe lang je DNA is, je lichaam "leest" deze nucleotiden in groepen van drie en elke drie nucleotiden codeert voor één specifiek aminozuur. Dus een sequentie van 300 nucleotiden codeert uiteindelijk voor een eiwit van 100 aminozuren.

De aminozuren kiezen

Uiteindelijk schiet je DNA kleinere exemplaren van zichzelf af, bekend als messenger-RNA of mRNA , die naar de ribosomen in je cellen gaan waar eiwitten worden gemaakt. RNA gebruikt dezelfde adenine, guanine en cytosine als DNA, maar gebruikt een chemische stof genaamd uracil in plaats van thymine. Als je met de letters A, U, G en C speelt en ze in groepen van drie herschikt, zul je zien dat er 64 mogelijke combinaties zijn met een verschillende volgorde. Elke groep van drie staat bekend als een codon. Wetenschappers hebben een grafiek ontwikkeld waarmee je kunt zien voor welk aminozuur een specifiek codon codeert. Je lichaam weet dat als het mRNA "CCU" leest, er op die plek een aminozuur met de naam proline moet worden toegevoegd, maar als het "CUC" is, moet het aminozuur leucine worden toegevoegd. Als u een volledig codondiagram wilt bekijken, raadpleegt u de verwijzingspagina onder aan de pagina.

Verschillende mogelijkheden van eiwitten

Een eiwit kan eenvoudig één streng aminozuren zijn, maar sommige gecompliceerde eiwitten zijn eigenlijk zijn meerdere strengen aminozuren samengevoegd. Bovendien zijn eiwitten van verschillende lengte, waarbij sommige slechts enkele aminozuren lang zijn en andere meer dan 100 aminozuren lang. Bovendien gebruikt niet elk eiwit alle twintig aminozuren. Een eiwit kan best wel honderd aminozuren lang zijn, maar gebruikt slechts acht of tien verschillende aminozuren. Vanwege al deze mogelijkheden zijn er letterlijk een oneindig aantal mogelijke permutaties die een eiwit zouden kunnen zijn. In de natuur kan er een eindig aantal eiwitten zijn; het aantal echte eiwitten in het bestaan ​​is echter in de miljarden, zo niet meer.

Het verschil in een eiwit

Alle levende organismen hebben DNA en gebruiken allemaal dezelfde 20 aminozuren om te creëren de eiwitten die essentieel zijn voor het leven. Dus het kan gezegd worden dat bacteriën, planten, vliegen en mensen allemaal dezelfde basisbouwstenen van het leven delen. Het enige verschil tussen een vlieg en een mens is de volgorde van het DNA en dus de volgorde van de eiwitten. Zelfs binnen mensen variëren eiwitten drastisch. Eiwit maakt ons haar en vingernagels, maar het maakt ook de enzymen in ons speeksel. Eiwitten vormen ons hart en ook onze lever. De verscheidenheid aan structurele en functionele toepassingen voor eiwitten is bijna onbeperkt.

Waarom de volgorde belangrijk is

De volgorde van aminozuren is net zo belangrijk voor eiwitten als de volgorde van letters belangrijk is voor woorden . Beschouw de term 'Kerstman' en alles wat daarmee samenhangt. Het eenvoudig herschikken van de letters kan de term 'Satan' opleveren, die een drastisch andere connotatie heeft. Het is niet anders voor aminozuren. Elk aminozuur heeft een andere manier om te reageren met de anderen. Sommige houden van water, sommige haten water, en de verschillende aminozuren kunnen op dezelfde manier samenwerken als polen op een magneet waar sommigen aantrekken en anderen afstoten. Op moleculair niveau condenseren de aminozuren naar beneden in een spiraalvormige of plaatachtige vorm. Als de aminozuren er niet van houden om naast elkaar te zijn, kan dit de vorm van het molecuul drastisch veranderen. Uiteindelijk is het de vorm van het molecuul die daadwerkelijk wordt gebruikt. Amylase, een eiwit in je speeksel, kan koolhydraten in je eten afbreken, maar het kan geen vetten aanraken. Pepsine, een eiwit in je maagzuur, kan eiwitten afbreken, maar het kan koolhydraten niet afbreken. De volgorde van de aminozuren geeft het eiwit zijn structuur en de structuur geeft het eiwit zijn functie