เป็นไปไม่ได้ที่จะกล่าวเกินจริงถึงความสำคัญของโปรตีนต่อชีวิตพืชและสัตว์ เนื้อเยื่อส่วนใหญ่ในร่างกายมนุษย์ทำจากโปรตีน เช่นเดียวกับเอนไซม์ทั้งหมดที่กระตุ้นปฏิกิริยาในร่างกาย โกลบินที่ขนส่งและกักเก็บออกซิเจน แอนติบอดีที่รับผิดชอบการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันของร่างกายและฮอร์โมน เช่น อินซูลินโปรตีนเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ที่เกิดจากการรวมตัวกันของกรดอะมิโนที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ 20 ชนิด
โปรตีน
ทั่วไปประกอบด้วยกรดอะมิโนประมาณ 300 ชนิด แม้ว่าโปรตีนบางชนิดอาจมีมากถึง 1,000 ชนิด และคอมเพล็กซ์โปรตีนหลายโมเลกุลขนาดใหญ่และกรดนิวคลีอิกแสดงถึงระดับความซับซ้อนที่มากขึ้น กรดอะมิโนเป็นโมเลกุลขนาดเล็กที่ประกอบด้วยคาร์บอน ไฮโดรเจน ไนโตรเจน และออกซิเจนเป็นส่วนใหญ่
แม้ว่ากรดอะมิโน 2 ชนิดจะมีกำมะถันอยู่ด้วยก็ตาม ลำดับของกรดอะมิโนในโปรตีนถูกกำหนดโดยลำดับของ “คู่เบส” ในกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (DNA) ที่พบในเซลล์ที่มีชีวิตทุกเซลล์ ในมนุษย์ DNA นี้ถูกแบ่งออกเป็นโครโมโซม 23 คู่ที่รวมกันเป็นจีโนมมนุษย์ ยีนคือลำดับของคู่เบสที่มีรหัสสำหรับ
โปรตีนเดี่ยว และมียีนประมาณ 100,000 ยีนในจีโนมมนุษย์ นักวิทยาศาสตร์จากทั่วโลกได้ร่วมมือกันเพื่อกำหนดลำดับของคู่เบสในจีโนมมนุษย์และเทคนิคทางฟิสิกส์ก็มีส่วนร่วมในความพยายามนั้น อย่างไรก็ตาม ความสำคัญพอๆ กับองค์ประกอบทางเคมีก็คือรูปร่างหรือโครงสร้างของโปรตีน
เพราะสิ่งนี้เป็นตัวกำหนดหน้าที่ทางเคมีและชีวภาพโดยละเอียด ไม่ว่าจะเป็นการเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์ การติดเชื้อไวรัส การขนส่งออกซิเจน หรือการตอบสนองของภูมิคุ้มกัน รูปร่างถูกกำหนดโดยการวางแนวของกรดอะมิโนแต่ละตัวที่สัมพันธ์กับเพื่อนบ้านทั้งสอง โดยกรดอะมิโนจะเชื่อมโยงในลักษณะ
ที่กระฉับกระเฉง “สบาย” แม้ว่าจะมีเพียงสามทิศทางที่ยอมรับได้สำหรับกรดอะมิโนแต่ละคู่ แต่จำนวนรวมของรูปร่างที่เป็นไปได้สำหรับโปรตีนทั่วไปที่มีกรดอะมิโน 300 ตัวจึงมีจำนวนมาก ประมาณ3,300ตัว
ความท้าทายของโปรตีน ความลึกลับที่ยิ่งใหญ่ประการหนึ่งของชีววิทยาคือการที่สายโซ่ยาว
ของกรดอะมิโน
“พับ” เข้าสู่รูปร่างการทำงานขั้นสุดท้าย (เช่น ใช้งานอยู่) ภายในไม่กี่วินาที หากโปรตีนเดินแบบสุ่มไปยังโครงสร้างสุดท้าย จะใช้เวลานานกว่านั้นมาก นี่เป็นปัญหาที่ดึงดูดความสนใจของนักฟิสิกส์จำนวนมากเนื่องจากมีความคล้ายคลึงกับระบบที่ศึกษาในกลศาสตร์สถิติ มีความคืบหน้าในแง่ของโครงสร้างทุติยภูมิ
ภายในโปรตีน: โครงสร้างย่อยที่พบได้ทั่วไป 2 โครงสร้างคือ ที่เรียกว่า แอลฟาเอนริซิสและเบตาชีท อย่างไรก็ตามไม่สามารถคาดการณ์โครงสร้างส่วนใหญ่ได้ ยิ่งกว่านั้น แม้สำหรับโครงสร้างย่อยเหล่านั้น เช่น เอนริเก้ ที่สามารถทำนายได้ การจัดวางอะตอมหรือกลุ่มเคมีที่แม่นยำซึ่งเป็นศูนย์กลาง
ในมุมมองของความท้าทาย ควรสังเกตว่ามีโปรตีนประมาณ 100,000 ชนิดในจีโนมมนุษย์ จีโนมของยีสต์ซึ่งประกอบด้วยโปรตีนประมาณ 10,000 ชนิดและได้รับการจัดลำดับแล้ว บอกเราเพิ่มเติมเกี่ยวกับความท้าทายทางเทคนิค โปรตีนทั่วไปประกอบด้วยอะตอมที่ไม่ใช่ไฮโดรเจนประมาณ 2,300 อะตอม
(เช่น กรดอะมิโนตกค้าง 300 ตัว) แต่โปรตีนบางชนิดมีอะตอมที่ไม่ใช่ไฮโดรเจนมากถึง 7,000 อะตอม (รูปที่ 1) คาดว่าโปรตีนในจีโนมมนุษย์จะเป็นไปตามการกระจายที่คล้ายคลึงกันเริ่มรวบรวมข้อมูลทางคลินิกที่แสดงให้เห็นว่า IVD มีคุณค่าทางคลินิก” แทนเดอร์รัปกล่าวเสริมการพัฒนาวิธี
เป็นไปไม่ได้
ที่จะกล่าวเกินจริงถึงความสำคัญของโปรตีนต่อชีวิตพืชและสัตว์ เนื้อเยื่อส่วนใหญ่ในร่างกายมนุษย์ทำจากโปรตีน เช่นเดียวกับเอนไซม์ทั้งหมดที่กระตุ้นปฏิกิริยาในร่างกาย โกลบินที่ขนส่งและกักเก็บออกซิเจน แอนติบอดีที่รับผิดชอบการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันของร่างกายและฮอร์โมน เช่น อินซูลิน
โปรตีนเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ที่เกิดจากการรวมตัวกันของกรดอะมิโนที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ 20 ชนิด โปรตีนทั่วไปประกอบด้วยกรดอะมิโนประมาณ 300 ชนิด แม้ว่าโปรตีนบางชนิดอาจมีมากถึง 1,000 ชนิด และคอมเพล็กซ์โปรตีนหลายโมเลกุลขนาดใหญ่และกรดนิวคลีอิกแสดงถึงระดับความซับซ้อนที่มากขึ้น
กรดอะมิโนเป็นโมเลกุลขนาดเล็กที่ประกอบด้วยคาร์บอน ไฮโดรเจน ไนโตรเจน และออกซิเจนเป็นส่วนใหญ่ แม้ว่ากรดอะมิโน 2 ชนิดจะมีกำมะถันอยู่ด้วยก็ตามลำดับของกรดอะมิโนในโปรตีนถูกกำหนดโดยลำดับของ “คู่เบส” ในกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (DNA) ที่พบในเซลล์ที่มีชีวิตทุกเซลล์ ในมนุษย์ DNA
นี้ถูกแบ่งออกเป็นโครโมโซม 23 คู่ที่รวมกันเป็นจีโนมมนุษย์ ยีนคือลำดับของคู่เบสที่มีรหัสสำหรับโปรตีนเดี่ยว และมียีนประมาณ 100,000 ยีนในจีโนมมนุษย์ นักวิทยาศาสตร์จากทั่วโลกได้ร่วมมือกันเพื่อกำหนดลำดับของคู่เบสในจีโนมมนุษย์และเทคนิคทางฟิสิกส์ก็มีส่วนร่วมในความพยายามนั้น
อย่างไรก็ตาม ความสำคัญพอๆ กับองค์ประกอบทางเคมีก็คือรูปร่างหรือโครงสร้างของโปรตีน เพราะสิ่งนี้เป็นตัวกำหนดหน้าที่ทางเคมีและชีวภาพโดยละเอียด ไม่ว่าจะเป็นการเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์ การติดเชื้อไวรัส การขนส่งออกซิเจน หรือการตอบสนองของภูมิคุ้มกัน รูปร่างถูกกำหนดโดยการวางแนว
ของกรดอะมิโนแต่ละตัวที่สัมพันธ์กับเพื่อนบ้านทั้งสอง โดยกรดอะมิโนจะเชื่อมโยงในลักษณะที่กระฉับกระเฉง “สบาย” แม้ว่าจะมีเพียงสามทิศทางที่ยอมรับได้สำหรับกรดอะมิโนแต่ละคู่ แต่จำนวนรวมของรูปร่างที่เป็นไปได้สำหรับโปรตีนทั่วไปที่มีกรดอะมิโน 300 ตัวจึงมีจำนวนมาก ประมาณ3,300ตัว
ความท้าทายของโปรตีนความลึกลับที่ยิ่งใหญ่ประการหนึ่งของชีววิทยาคือการที่สายโซ่ยาวของกรดอะมิโน “พับ” เข้าสู่รูปร่างการทำงานขั้นสุดท้าย (เช่น ใช้งานอยู่) ภายในไม่กี่วินาที หากโปรตีนเดินแบบสุ่มไปยังโครงสร้างสุดท้าย จะใช้เวลานานกว่านั้นมาก นี่เป็นปัญหาที่ดึงดูดความสนใจของนักฟิสิกส์จำนวนมากเนื่องจากมีความคล้ายคลึงกับระบบที่ศึกษาในกลศาสตร์สถิติ
credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
