Illustration de Nusha Ashjaee. ThoughtCo.
Protéines sont polymères biologiques composé de acides aminés. Les acides aminés, liés entre eux par des liaisons peptidiques, forment une chaîne polypeptidique. Une ou plusieurs chaînes polypeptidiques torsadées en forme 3D forment une protéine. Les protéines ont des formes complexes qui incluent divers plis, boucles et courbes. Le repliement des protéines se produit spontanément. Une liaison chimique entre des parties de la chaîne polypeptidique aide à maintenir la protéine ensemble et à lui donner sa forme. Il existe deux classes générales de molécules de protéines: les protéines globulaires et les protéines fibreuses. Les protéines globulaires sont généralement compactes, solubles et de forme sphérique. Les protéines fibreuses sont généralement allongées et insolubles. Les protéines globulaires et fibreuses peuvent présenter un ou plusieurs des quatre types de structure protéique.
Les quatre niveaux de structure protéique se distinguent les uns des autres par le degré de complexité de la chaîne polypeptidique. Une seule molécule de protéine peut contenir un ou plusieurs types de structure protéique: structure primaire, secondaire, tertiaire et quaternaire.
Structure primaire décrit l'ordre unique dans lequel les acides aminés sont liés ensemble pour former une protéine. Les protéines sont construites à partir d'un ensemble de 20 acides aminés. Généralement, les acides aminés ont les propriétés structurelles suivantes:
Tous les acides aminés ont le carbone alpha lié à un atome d'hydrogène, un groupe carboxyle et un groupe amino. le Groupe "R" varie entre acides aminés et détermine les différences entre ces monomères protéiques. La séquence d'acides aminés d'une protéine est déterminée par les informations trouvées dans la cellule code génétique. L'ordre des acides aminés dans une chaîne polypeptidique est unique et spécifique à une protéine particulière. La modification d'un seul acide aminé provoque une Mutation génétique, ce qui entraîne le plus souvent une protéine non fonctionnelle.
Structure secondaire fait référence à l'enroulement ou au pliage d'une chaîne polypeptidique qui donne à la protéine sa forme 3-D. Il existe deux types de structures secondaires observées dans les protéines. Un type est le hélice alpha (α) structure. Cette structure ressemble à un ressort hélicoïdal et est fixée par une liaison hydrogène dans la chaîne polypeptidique. Le deuxième type de structure secondaire des protéines est le drap plissé bêta (β). Cette structure semble être pliée ou plissée et est maintenue ensemble par une liaison hydrogène entre des unités polypeptidiques de la chaîne pliée qui se trouvent adjacentes les unes aux autres.
Structure quaternaire fait référence à la structure d'une macromolécule protéique formée par des interactions entre plusieurs chaînes polypeptidiques. Chaque chaîne polypeptidique est appelée sous-unité. Les protéines à structure quaternaire peuvent consister en plus d'un même type de sous-unité protéique. Ils peuvent également être composés de différentes sous-unités. L'hémoglobine est un exemple de protéine à structure quaternaire. L'hémoglobine, trouvée dans le du sang, est une protéine contenant du fer qui se lie aux molécules d'oxygène. Il contient quatre sous-unités: deux sous-unités alpha et deux sous-unités bêta.
La forme tridimensionnelle d'une protéine est déterminée par sa structure primaire. L'ordre des acides aminés établit la structure et la fonction spécifique d'une protéine. Les instructions distinctes pour l'ordre des acides aminés sont désignées par le les gènes dans une cellule. Lorsqu'une cellule perçoit un besoin de synthèse protéique, la ADN se déroule et est transcrit en un ARN copie du code génétique. Ce processus est appelé Transcription d'ADN. La copie de l'ARN est ensuite traduit pour produire une protéine. Les informations génétiques dans l'ADN déterminent la séquence spécifique des acides aminés et la protéine spécifique qui est produite. Les protéines sont des exemples d'un type de polymère biologique. Avec les protéines, les glucides, lipides, et acides nucléiques constituent les quatre principales classes de composés organiques cellules.