Birincil yapı

Protein 1EFN'nin birincil yapısı ve ortaya çıkan daha yüksek yapısal seviyeler

Olarak biyokimya, temel yapı olarak anlaşılır bir en düşük yapısal seviyede biyopolimer , yani H. temel yapı taşlarının sırası (sırası). Yana proteinlerdir oluşan amino asitler , birincil mekanizması olup, adı asit dizisi amino . Buna göre, nükleik asitler ( DNA ve RNA ) söz konusu olduğunda buna nükleotid dizisi denir . Gelen kimya ve malzeme bilimi terimi birincil yapısı, aynı zamanda, sırası açıklanmaktadır sentetik polimerler ( plastik ).

Proteinin şekli üzerindeki etkiler

Bir proteinin daha yüksek yapısal seviyelerinin ( ikincil yapı , üçüncül yapı , kuaterner yapı ) şekli birincil yapıdan ortaya çıkar. Zaten amino asitlerin dizisi tarafından belirlenir. İkincil yapı, amino asitler arasındaki etkileşimlerin bir sonucu olarak çeviri sırasında genellikle son halini alır. Bazı durumlarda, enzimler ve diğer çevresel etkiler bu sürece dahil olur (ayrıca bakınız: prion ). Uzamsal yapının tamamlanması (üçüncül yapı) ve muhtemelen diğer alt birimlerle protein komplekslerine kompleksleşme (kuaterner yapı) ikincil yapıdan ortaya çıkar.

Şu anda, birincil yapı temelinde amino asit zincirinin tam uzaysal düzenlemesini tahmin etmek için güvenilir bir yöntem yoktur. Bununla birlikte, kural olarak, deneyimlerden mevcut yapısal öğeler ve proteinin işlevi hakkında sonuçlar çıkarılabilir.

Nükleotid dizisi ve amino asit dizisi arasındaki ilişki

Bir proteinin amino asit dizisi, genetik kod bilindiğinden ve her kodon yalnızca bir amino asit için kodlandığından, kodlandığı nükleik asidin nükleotid dizisinden çıkarılabilir . Çoğu amino asit birden fazla kodona sahip olduğu için bunun tersi mümkün değildir. Böylece farklı nükleotid dizileri ile kodlanabilirler. Genetik koda bu nedenle dejenere denir.

Bir genin genetik bilgisinin bir proteinin amino asit dizisine dönüştürülmesi, gen ekspresyonunun ve protein biyosentezinin bir parçasıdır . Bu kontrollü süreçlerin ilk kısmı transkripsiyon , ikincisi ise çeviridir .

Proteinlerin ve nükleik asitlerin birincil yapısını belirlemek için üzerinde anlaşmaya varılmış kurallar vardır.

• Proteinlerin amino asit sekansı, amino terminal ucundan ( N terminali ) karboksi terminal ucuna ( C terminali ) yazılır .
• Nükleik asitlerin (DNA, RNA) nükleotid dizisi 5'-fosfat ucundan 3'-hidroksi ucuna yazılır.

Birincil yapının analizi

Proteinler

Edman bozunma protein dizilemesi için klasik bir yöntem olup, üç aşamadan oluşur:

1. İlk N-terminal amino asidin fenil izotiyosiyanat ile etiketlenmesi.
2. İşaretli amino asidin bölünmesi.
3. Ayrılan amino asidin tanımlanması, ör. B. HPLC veya iyon değişim kromatografisi ile .

Bir sonraki amino asidi sıralamak için 3 adım tekrarlanır.

Yöntem büyük ölçüde otomatikleştirilmiştir ve yaklaşık 50 amino asit uzunluğa kadar olan peptitler için çalışır . Analizden önce, daha büyük proteinler ayrı ayrı dizilen parçalara bölünür. Son zamanlarda, kütle spektroskopik yöntemler bu alanda giderek daha önemli hale geldi.

Nükleik asitler

DNA

1976'da Frederick Sanger , DNA dizilimi için bir yöntem geliştirdi . Buna dideoksi yöntemi veya zincir sonlandırma yöntemi denir, çünkü sentez reaksiyonu, dideoksi nükleotidlerin DNA sentezine dahil edilmesiyle sona erer. Sentez reaksiyonuna az miktarda belirli bir dideoksinükleotit ilave edilerek, karşılık gelen deoksinükleotit kısmen dideoksinükleotit ile değiştirilir ve bu, reaksiyonun bu noktada sona ermesine neden olur. Değiştirilen deoksinükleotidin pozisyonunun çıkarılabildiği uzunluktan farklı uzunluklarda DNA fragmanları ortaya çıkar.

Bu süreç aynı zamanda büyük ölçüde otomatikleştirilmiştir. Elektroforez ile ayırma genellikle ortak bir jel yolunda gerçekleşir. Parçalar, bir lazer tarafından algılanan flüoresan işaretlerle birbirinden ayrılır .

RNA

RNA içinde değiştirilebilirler transkribe içine cDNA enzimi ters transkriptaz ve bu DNA dizilenebilmektedir (yukarıya bakınız).

Bireysel kanıt

1. ^ Löffler, Petrides, Heinrich: Biochemie und Pathobiochemie , 8. baskı, Springer Medizin Verlag, Heidelberg (2007), s. 289, ISBN 978-3-540-32680-9 .
2. ^ Wilson, Walker: Principles and Techniques of Biochemistry and Molecular Biology , 6. Baskı, Cambridge University Press, New York (2005), s. 380 vd., ISBN 978-0-521-53581-6 .
3. ↑ Horton, Robert ve diğerleri: Biochemie , 4. baskı, Pearson Studium , Münih (2008), s. 840f., ISBN 978-3-8273-7312-0 .
4. ↑ Strachan, Oku: Human Molecular Genetics , 4th Edition, Garland Science, New York (2011), s. 217 vd., ISBN 978-0-8153-4149-9 .
5. ↑ Strachan, Oku: Human Molecular Genetics , 4th Edition, Garland Science, New York (2011), s. 183, ISBN 978-0-8153-4149-9 .