Protein hüceyrə və bədən həyatının əsasını təşkil edir. Canlı toxumalarda çox sayda funksiyanı yerinə yetirərək, əsas imkanlarını həyata keçirir: böyümə, həyati fəaliyyət, hərəkət və çoxalma. Bu zaman hüceyrə özü monomeri amin turşusu olan zülal sintez edir. Zülalın ilkin strukturundakı mövqeyi irsi olan genetik kodla proqramlaşdırılır. Hətta genlərin ana hüceyrədən qız hüceyrəsinə köçürülməsi belə, zülalın quruluşu haqqında məlumatların ötürülməsinə yalnız bir nümunədir. Bu, onu bioloji həyatın əsası olan molekula çevirir.
Zülal quruluşunun ümumi xüsusiyyətləri
Hüceyrədə sintez edilən zülal molekulları bioloji polimerlərdir.
Zülalda monomer həmişə amin turşusudur və onların birləşməsi molekulun ilkin zəncirini təşkil edir. O, sonradan özbaşına və ya bioloji katalizatorların təsiri altında ikinci, üçüncü və ya domen strukturuna çevrilən zülal molekulunun ilkin strukturu adlanır.
Orta və ali struktur
İkinci zülalstruktur qütb bölgələrində hidrogen bağlarının formalaşması ilə əlaqəli ilkin zəncirin məkan modifikasiyasıdır. Bu səbəbdən zəncir ilgəklərə bükülür və ya daha az yer tutan spiralə bükülür. Bu zaman molekulun hissələrinin yerli yükü dəyişir ki, bu da üçüncü dərəcəli strukturun - qlobulyarın əmələ gəlməsinə səbəb olur. Qıvrımlı və ya spiral kəsiklər disulfid bağlarının köməyi ilə toplar halına salınır.
Topların özləri proqramlaşdırılmış funksiyaları yerinə yetirmək üçün lazım olan xüsusi struktur yaratmağa imkan verir. Belə bir modifikasiyadan sonra da zülalın monomerinin amin turşusu olması vacibdir. Bu da onu təsdiq edir ki, zülalın ikincili, sonra isə üçüncü və dördüncü strukturunun əmələ gəlməsi zamanı ilkin amin turşusu ardıcıllığı dəyişmir.
Zülal monomerlərinin xarakteristikası
Bütün zülallar polimerlərdir, monomerləri amin turşularıdır. Bunlar ya canlı hüceyrə tərəfindən sintez edilən və ya ona qida kimi daxil olan üzvi birləşmələrdir. Bunlardan bir zülal molekulu böyük enerji sərfiyyatı ilə xəbərçi RNT matrisindən istifadə edərək ribosomlarda sintez olunur. Amin turşularının özləri iki aktiv kimyəvi qrupa malik birləşmələrdir: bir karboksil radikalı və alfa karbon atomunda yerləşən bir amin qrupu. Məhz bu quruluş molekulu peptid bağları yaratmağa qadir olan alfa-amin turşusu adlandırmağa imkan verir. Zülal monomerləri yalnız alfa-amin turşularıdır.
Peptid bağının formalaşması
Peptid bağı karbon, oksigen, hidrogen və azot atomlarından əmələ gələn molekulyar kimyəvi qrupdur. Bir alfa-amin turşusunun karboksil qrupundan və digərinin amin qrupundan suyun ayrılması prosesində əmələ gəlir. Bu vəziyyətdə hidroksil radikalı amin qrupunun protonu ilə birləşərək su əmələ gətirən karboksil radikalından ayrılır. Nəticədə, iki amin turşusu CONH kovalent qütb bağı ilə bağlanır.
Yalnız canlı orqanizmlərin zülallarının monomerləri olan alfa-amin turşuları onu yarada bilər. Məhlulda kiçik molekulu selektiv şəkildə sintez etmək çətin olsa da, laboratoriyada peptid bağının əmələ gəlməsini müşahidə etmək mümkündür. Protein monomerləri amin turşularıdır və onun strukturu genetik kodla proqramlaşdırılır. Buna görə də, amin turşuları ciddi şəkildə müəyyən edilmiş qaydada bağlanmalıdır. Xaotik tarazlıq şəraitində məhlulda bu mümkün deyil və buna görə də süni şəkildə kompleks zülal sintez etmək hələ də mümkün deyil. Molekulun yığılmasının ciddi qaydasına icazə verən avadanlıq varsa, ona qulluq kifayət qədər baha başa gələcək.
Canlı hüceyrədə zülal sintezi
Canlı hüceyrədə inkişaf etmiş bir biosintez aparatı olduğundan vəziyyət əksinədir. Burada zülal molekullarının monomerləri ciddi ardıcıllıqla molekullara yığıla bilər. O, xromosomlarda saxlanılan genetik kodla proqramlaşdırılır. Müəyyən bir struktur zülalını və ya fermentini sintez etmək lazımdırsa, DNT kodunun oxunması və matrisin əmələ gəlməsi prosesi (vəRNT) hansı protein sintez olunur. Monomer tədricən ribosom aparatında böyüyən polipeptid zəncirinə qoşulacaq. Bu proses başa çatdıqdan sonra amin turşusu qalıqları zənciri yaranacaq ki, bu da özbaşına və ya enzimatik proses zamanı ikinci, üçüncü və ya domen quruluşunu formalaşdıracaq.
Biosintezin qanunauyğunluqları
Zülal biosintezinin bəzi xüsusiyyətlərini, irsi məlumatların ötürülməsini və həyata keçirilməsini vurğulamaq lazımdır. Onlar DNT və RNT-nin oxşar monomerlərdən ibarət homojen maddələr olması faktında yatır. Məhz, DNT də RNT kimi nukleotidlərdən ibarətdir. Sonuncu məlumat, nəqliyyat və ribosomal RNT şəklində təqdim olunur. Bu o deməkdir ki, irsi məlumatı və zülal biosintezini saxlamağa cavabdeh olan bütün hüceyrə aparatı tək bir bütövdür. Buna görə də, domen RNT molekulları olan ribosomlu hüceyrə nüvəsi genlərin saxlanması və onların həyata keçirilməsi üçün bir bütöv aparat kimi qəbul edilməlidir.
Monomeri alfa-amin turşusu olan zülalın biosintezinin ikinci xüsusiyyəti onların bərkidilmə ardıcıllığını müəyyən etməkdir. Hər bir amin turşusu ilkin zülal strukturunda öz yerini tutmalıdır. Bu, irsi məlumatların saxlanması və həyata keçirilməsi üçün yuxarıda təsvir edilən aparat tərəfindən təmin edilir. Onda səhvlər ola bilər, lakin bununla aradan qaldırılacaq. Yanlış yığılma halında, molekul məhv olacaq və biosintez yenidən başlayacaq.
