מהם חלבונים?

חלבונים הם מולקולות ביולוגיות חשובות מאוד תאים. לפי משקל, חלבונים הם המרכיב העיקרי במשקל היבש של התאים. הם יכולים לשמש ל מגוון פונקציות מתמיכה סלולרית לאיתות תאים ותנועת תא. דוגמאות לחלבונים כוללות נוגדנים, אנזימים, וכמה סוגים של הורמונים (אינסולין). בעוד שלחלבונים יש פונקציות רבות ומגוונות, בדרך כלל כולם בנויים ממערכת אחת של 20 חומצות אמינו. אנו משיגים חומצות אמינו אלה מ- צמח ואוכלים מהחי שאנו אוכלים. מזונות עשירים בחלבון כוללים בשרים, שעועית, ביצים ואגוזים.

מבין 20 חומצות האמינו המרכיבות בדרך כלל חלבונים, הקבוצה "המשתנה" קובעת את ההבדלים בין חומצות האמינו. לכל חומצות האמינו יש אטום מימן, קבוצת קרבוקסיל וקבוצות אמיניות.

רצף חומצות האמינו בשרשרת חומצות האמינו קובע את המבנה התלת-ממדי של חלבון. רצפי חומצות אמינו הם ספציפיים לחלבונים ספציפיים וקובעים את תפקודו של חלבון ואופן פעולתו. שינוי אפילו באחת מחומצות האמינו בשרשרת חומצות אמינו יכול לשנות את תפקוד החלבון ולגרום למחלות.

סדר חומצות האמינו בשרשרת פוליפפטיד נקבע על ידי DNA. DNA מועתק ל- RNA תעתיק (RNA messenger) שמתורגם כדי לתת את הסדר הספציפי של חומצות אמינו לשרשרת החלבונים. תהליך זה נקרא סינתזת חלבון.

ישנן שתי קבוצות כלליות של מולקולות חלבון: חלבונים כדוריים וחלבונים סיבים. חלבונים כדוריים הם בדרך כלל קומפקטיים, מסיסים וכדוריים בצורה. חלבונים סיבים בדרך כלל מוארכים ובלתי מסיסים. חלבונים גלוביים וסיביים עשויים להציג אחד או יותר מארבעה סוגים של מבנה חלבון. ארבעת סוגי המבנים הינם מבנה ראשוני, משני, שלישוני ורבעוני.

מבנה חלבון קובע את תפקודו. לדוגמא, חלבונים מבניים כמו קולגן וקראטין הם סיבים וחוטים. חלבונים כדוריים כמו המוגלובין, לעומת זאת, מקופלים וקומפקטיים. המוגלובין, נמצא ב תאי דם אדומים, הוא חלבון המכיל ברזל הקושר מולקולות חמצן. המבנה הקומפקטי שלו אידיאלי לנסיעות דרך כלי דם צרים.