Proteiner (æggehvidestoffer)

Grundbeskrivelse

Proteiner er betegnelsen for en stor gruppe af molekyler, som findes overalt i kroppen. De har tilfældes, at de alle er opbygget af kæder af en mindre type molekyler kaldet aminosyrer. Aminosyrekæderne er foldet sammen i en bestemt struktur, som udgør et protein. Der findes blot 20 forskellige aminosyrer men flere tusinde forskellige proteiner.

Det, som gør proteinerne forskellige fra hinanden, er den rækkefølge, hvorpå aminosyrerne sidder sammen i kæden samt typen af aminosyrer, som optræder i kæden. De forskellige typer af aminosyrer får nemlig kæden til at folde sig sammen, når de påvirker hinanden, lidt ligesom hvis de indeholdt forskellige små magneter, som tiltrækker eller frastøder hinanden. Det betyder, at bytter man rundt på ganske få aminosyrer i en kæde, så kan man ende med at få en helt anden struktur, når kæden folder sig sammen til et protein. Derfor kan man ud fra kun 20 forskellige aminosyre danne flere tusinde forskellige proteiner. Dermed kan man sige, at cellen bestemmer, hvilke proteiner som bliver dannet, ud fra hvilken rækkefølge, hvorpå den sætte aminosyrerne sammen.

Uddybende beskrivelse

Proteinerne er hovedaktørerne i at få vores organisme til at fungere og er helt essentielle for stort set alle processer, som finder sted i cellerne. Proteiner er biomolekyler, der er dannet af aminosyrer. Aminosyrerne sidder sammen  via peptidbindinger i lange kæder.

Ribosomet og proteinsyntesen. tRNA er bundet til en aminosyre. I ribosomet binder tRNA sig til mRNA i basepar af 3, der svarer til den aminosyre som tRNA medbringer. Aminosyrerne skilles fra tRNA'et og bindes sammen i lange proteinkæder. (Wikimedia commons)

Vores proteiner er opbygget af 20 forskellige slags aminosyrer. Hver aminosyre har en karakteristisk sidekæde, som gør den forskellig fra de andre. Det er sidekæderne, som giver aminosyrerne, og i sidste ende proteinerne, deres struktur og egenskaber. Syntesen af aminosyrekæderne foregår inde i hver eneste celle og bliver foretaget af store proteinfabrikker kaldet ribosomer. Under syntesen af en aminosyrekæde, vil kæden begynde at folde sig til et protein, efterhånden som kæden vokser. Det er sidekædernes interaktion dels med hinanden og dels med vandmolekylerne, der fører til opfoldningen af kæden (husk at sidekæderne og selve aminosyrekæden ikke er den samme). Dermed bliver både rækkefølgen af aminosyrerne i kæden, samt typen af aminosyre, afgørende for proteinstrukturen.

Opskriften på vores proteiner ligger kodet i vores gener. Det er på de lange DNA-molekylestrenge, som ligger inde i kernen på hver eneste af vores celler, at generne findes. Generne optræder som lange sekvenser af korresponderende basepar i DNA-strengen. Man kan forestille sig en DNA-streng som en meget lang stige, hvor et trin svarer til et korresponderende basepar. Der optræder kun to forskellige slags par, kaldet A-T og C-G. Derfor er det rækkefølgen, 'trappetrinene' optræder i, som bestemmer hvilket protein et gen koder for.

Når cellen skal syntetisere et protein, bliver der taget en kopi af gensekvensen, svarende til, at man delte stigen i to ned langs alle midtpunkterne af trinene og brugte den ene halvdel som skabelon for kopien. Kopien bliver derefter transporteret til en proteinfabrik, et ribosom. Her bliver sekvensen afkodet i tre trappetrin ad gangen. Det betyder, at tre trin koder for en aminosyre. F.eks. koder sekvensen GCU for aminosyren alanin. U optræder i stedet for T, fordi T bliver erstattet af basen U i kopieringsprocessen.

Aminosyrekæden bliver dannet, når ribosomet aflæser gensekvenskopien tre trin ad gangen og matcher den med den tilsvarende aminosyre. Når den efterfølgende sekvens bliver aflæst, tilføjer ribosomet næste tilsvarende aminosyre til den foregående. Det er sådan, at aminosyrekæden bliver dannet ud fra rækkefølgen af baseparene i DNA strengen.

Som nævnt består en kodende sekvens af 3 baser. Da der findes 4 forskellige typer baser, kan man danne 4 x 4 x 4 = 64 forskellige kombinationer af sekvenser. Men der er kun 20 forskellige aminosyrer. Derfor er der flere forskellige sekvenser, som koder for samme aminosyre. Sekvenserne går under betegnelsen 'den genetiske kode'. Vejen fra et gen til et protein går altså som følgende: Baseparsekvensen i DNA strengen bliver kopieret (dette kaldes transskription) -> sekvensen bliver afkodet i ribosomet og en aminosyrekæde bliver syntetiseret (dette kaldes translation).

 Dan Kofoed