Ilustracja Nusha Ashjaee. ThoughtCo.
Białka są polimery biologiczne złożony z aminokwasy. Aminokwasy połączone ze sobą wiązaniami peptydowymi tworzą łańcuch polipeptydowy. Jeden lub więcej łańcuchów polipeptydowych skręconych do kształtu 3D tworzy białko. Białka mają złożone kształty, które obejmują różne fałdy, pętle i krzywe. Składanie białek następuje spontanicznie. Wiązanie chemiczne pomiędzy częściami łańcucha polipeptydu pomaga utrzymać białko razem i nadać mu jego kształt. Istnieją dwie ogólne klasy cząsteczek białka: białka kuliste i białka włókniste. Białka globularne są ogólnie zwarte, rozpuszczalne i mają kulisty kształt. Włókniste białka są zazwyczaj wydłużone i nierozpuszczalne. Kuliste i włókniste białka mogą wykazywać jeden lub więcej z czterech rodzajów struktury białek.
Cztery poziomy struktury białek różnią się od siebie stopniem złożoności łańcucha polipeptydowego. Pojedyncza cząsteczka białka może zawierać jeden lub więcej rodzajów struktury białka: pierwotną, wtórną, trzeciorzędową i czwartorzędową.
Podstawowa struktura opisuje unikalną kolejność, w której aminokwasy są ze sobą połączone, tworząc białko. Białka są zbudowane z zestawu 20 aminokwasów. Ogólnie aminokwasy mają następujące właściwości strukturalne:
Wszystkie aminokwasy mają węgiel alfa związany z atomem wodoru, grupą karboksylową i grupą aminową. The Grupa „R” różni się między aminokwasy i określa różnice między nimi monomery białkowe. Sekwencja aminokwasowa białka jest określona przez informacje znalezione w komórce kod genetyczny. Kolejność aminokwasów w łańcuchu polipeptydowym jest unikalna i specyficzna dla konkretnego białka. Zmiana pojedynczego aminokwasu powoduje mutacja genów, co najczęściej skutkuje niedziałającym białkiem.
Struktura drugorzędna odnosi się do zwijania lub składania łańcucha polipeptydowego, który nadaje białku jego trójwymiarowy kształt. Istnieją dwa rodzaje struktur wtórnych obserwowanych w białkach. Jednym z typów jest helisa alfa (α) Struktura. Struktura ta przypomina zwiniętą sprężynę i jest zabezpieczona wiązaniem wodorowym w łańcuchu polipeptydowym. Drugim rodzajem struktury drugorzędowej w białkach jest plisowany arkusz beta (β). Ta struktura wydaje się być złożona lub pofałdowana i jest utrzymywana razem przez wiązanie wodorowe między jednostkami polipeptydowymi złożonego łańcucha, które leżą obok siebie.
Struktura czwartorzędowa odnosi się do struktury makrocząsteczki białka utworzonej przez interakcje między wieloma łańcuchami polipeptydowymi. Każdy łańcuch polipeptydowy jest określany jako podjednostka. Białka o strukturze czwartorzędowej mogą składać się z więcej niż jednego tego samego rodzaju podjednostki białkowej. Mogą również składać się z różnych podjednostek. Hemoglobina jest przykładem białka o strukturze czwartorzędowej. Hemoglobina, znaleziona w krew, jest białkiem zawierającym żelazo, które wiąże cząsteczki tlenu. Zawiera cztery podjednostki: dwie podjednostki alfa i dwie podjednostki beta.
Trójwymiarowy kształt białka zależy od jego pierwotnej struktury. Kolejność aminokwasów określa strukturę białka i specyficzną funkcję. Odrębne instrukcje dotyczące kolejności aminokwasów są oznaczone przez geny w komórce. Kiedy komórka dostrzega potrzebę syntezy białka, oznacza to DNA rozplątuje się i zostaje przepisany na RNA kopia kodu genetycznego. Ten proces nazywa się Transkrypcja DNA. Kopia RNA jest wtedy przetłumaczony produkować białko. Informacja genetyczna w DNA określa określoną sekwencję aminokwasów i wytwarzanego białka. Białka są przykładami jednego rodzaju polimeru biologicznego. Wraz z białkami węglowodany, lipidy, i kwasy nukleinowe stanowią cztery główne klasy związków organicznych w życiu komórki.