Однако, попробуем для интереса взять в кач-ве пуринов гласные А и О, а пиримидинов согласные С и Н: число "удачных" комбинаций окажется достаточно большим для того, чтобы можно стало слегка проиллюстрировать генетику: оон(ООН), сос(SOS), сон, сан, сна, нос, нас, оса, оно, она.
Вроде бы не густо - всего лишь 10 из 64-х. Но 10 из 64-х - это уже БОЛЕЕ ПЯТНАДЦАТИ ПРОЦЕНТОВ. То есть, даже при неблагоприятных исходных условиях алфавита, вероятность написания обезьянкой, долбящей эти четыре клавиши, слова, существующего в нашем великом и могучем лексиконе, приближается к 1:6. А в генетическом (где любое трехбуквенное сочетание что-нибудь да значит) практически равна 100%: ничего, кроме слов, напечатать просто-напросто НЕ ПОЛУЧИТСЯ. Всё, что она нам напечатает - будут слова.
Совершенно верно. Будут слова, но просто говоря, без смысловой конкретики, коя возникает как раз не при банальном наборе слов, а организации сих слов в предложение. Иначе говоря, даже, если мы будем слепо тыкать в какие-либо 4 буковки (оснований) из <<ограниченного>> сим образом генетического арсенала, то потенциально мы всегда наберем какой-либо КОМПЛЕКТ триплетов, каждый из которых, как известно, кодирует какую-либо одну из 20 аминокислот, или не кодирует ничего в случае стоп-кодонов. А вот отсюда и следует главное, что читателю следует обязательно понять.
Комплект каких либо триплетов - это еще никоим образом не кодировка протеина (когда слова в предложении образуют какой-либо смысл). Здесь важна определенная последовательность сих триплетов в триплет-такте, которая ведет к особой последовательности аминокислот, которые в свою очередь:
1. в виду сей особой последовательности ведут к свойству протеина сворачиваться именно так, чтобы образовывать подходящие для реактантов углубления - активные центры и вообще, особо характерную конформацию протеина - его 3Д-архитектуру. (см ниже, как сворачивается протеин)
2. находятся на пределенных местах в протеине и образуют серию конкретных, а не каких-либо слепо вставленных аминокислот, на кои при процессе посттранслационной модификации могут навешаться грозди сахаридов, липидов или других протеинов. (будет пояснено, когда мы доберемся до тематики посттрансляционная модификация)
3. находятся в активном центре/центрах протеина и отвечают непосредственно за функциональность самого протеина, поскольку отвечают за взаимодействие с другими протеинами, кофакторами или ДНК, <<распознавая>> определенные участки на этих протеинах, кофакторах или ДНК. (см ниже в мотивах)
Вероятно, на этом месте читатель воскликнет - ни хрена не понял, и соберется быстренько поскролить до понятных мест. Учитывая это, хе-хе, проведу-ка я небольшой крэш-курс, что же такое вообще аминокислота, и что-такое протеин.
Итак, аминокислоты.
Как читатель уже узнал и закрепил, аминокислоты (=АК) кодируются триплетами в ДНК (как именно кодирует, с этим мы разберемся в тематике по трансляции). АК - это тоже молекула, правда не такая <<большая>> как нуклеотид. Состоит эта молекула из хирального, центрального С-(альфа)атома, на который навешано 4 <<вертящихся>> группы. Все это придает АК в первую очередь определенную форму - тетраэдр, и свойство - хиральность. Что касается хиральности, то сей термин поясняет несимметричность молекулы в своем зеркальном отражении. Или еще проще, наденьте перчатку правой руки на левую, и сразу станет понятно, что такое хиральность.
Но не будем отвлекаться, и опознаем данные четыре группы:
первая группа - карбоксильная -СООН сразу даст любому понять, что дело мы имеем с кислотой. Плюс амино-группа, добавляющая аминокислоте партиальный позитивный заряд, и мы уже имеем дело с аминокислотами, как амфотерными соединениями. Тоесть, когда они растворены в воде, то при определенном pH фунгируют либо как акцептор протона, либо как донор протона. Третьей группой является ничем не примечательный нейтральный водородик. И теперь самое интересное. Все упомянутые три группы вкупе с центральным С-атомом - это общий фундамент состава протеиногенных аминокислот. А четвертая группа варьирует. Тоесть, она особенна для каждой из 22 АК и отличается по своей структуре, что в общем случае и ведет к определенным свойствам сей аминокислоты. А такими свойствами могут быть растворимость в воде, что важно <<знать>> клетке, если она желает пропихнуть протеин в мембрану, или электрический заряд, чтобы <<знать>>, что на протеин можно такого интересного понавешать.
На основе классификации сих (четвертой в формуле) различных групп в аминокислотах ученые и отличают АК по их свойствам.
Например есть алифатические, неполярные аминокислоты (глицин, аланин, пролин, валин, лейцин, изолейцин, метионин), которые вследствие алифатической группы гидрофобны. Тоесть, протеины с такими аминокислотами нерастворимы в воде, неохотно фунгируют в качестве регуляторов, зато как структурные компоненты, легко протискиваются сквозь мембрану, где, как мы знаем, доминируют фосфолипиды. А если протеин является каким-нибудь цитоплазматическим катализатором, то было бы плохо, если бы в нем не наличествовали алифатические АК. Ведь именно они дают возможность протеину стабилизировать ту архитектуру, коя необходима для функциональности всего фермента. Сие счастливое последствие называется гидрофобным эффектом.
Иные АК, которые имеют в наличии ароматические группы (фенилаланин, тирозин и триптофан), тоже являются неполярными и соответственно гидрофобными. Для биохимиков данные группы - это самая та находка, позволяющая за счет фотометрии определить концентрацию протеина в растворе. А все из-за тех самых Пи-электрончиков (вспоминаем первую лекцию), которые нам на радость абсорбируют ультрафиолетовое излучение при 280 нм.
Очень интересны в данном плане являются полярные и незаряженные аминокислоты (серин, треонин, цистеин, аспарагин, глутамин). Полярная АК - это значит, что она как например алкоголь, хорошо растворяется в воде, но заряда у нее нет, кроме того, кой наличествует в -СООН-группе. Такие аминокислоты <<любят>> среди прочего находиться в активных центрах протеинов, поскольку реактивны. Тоесть, за счет гидроксильной группы -ОН или еще лучше -SH, охотно вступают в реакции в водной среде. За счет данных АК также происходит и гликозилирование протеинов, что опять же, относится к посттранслационной модификации.
Есть и аминокислоты с позитивным зарядом (лизин, аргинин, гистидин). Они идеально работают в качестве акцептора протона. Или например они облицовывают внутреннюю сторону какого-нибудь мембранного канала, который пропускает негативно заряженные ионы. А если читатель вспомнит про гистоны, то именно за счет данных аминокислот в этих гистонах и упаковывается ДНК, поскольку их позитивный заряд притягивает негативно заряженную ДНК.
Аминокислоты с негативным зарядом (аспартат, глутамат) наоборот, любят притягивать позитивно заряженные молекулы. А кроме того фунгируют в качестве главных героев -эксцитаторных нейротрансмиттеров и незаменимых компонентов в процессе нейтрализации аммониака. Вообще, данные аминокислоты - это тема особая, имеющая прямое отношение скорее к биохимии, нежели к голой генетике.
Особо интересующимся на заметку.
1. Из наличествующих протеиногенных аминокислот человек не в состоянии синтезировать 8 из них. Тоесть, он получает данные аминокислоты в готовом виде как и витамины - с пищей. Остальные он синтезирует в процессе цитратного цикла или трансаминирования. Вообще, аминокислоты без аминогруппы - это принципиально тот же источник энергии, как и та же глюкоза. А поскольку молекулы короче, то и расщепить их легче. Именно поэтому они охотнее потребляются нашим умным организмом для энергетических нужд, нежели длинные цепи жирных кислот, иногда до экстремальной крысоты прочно залегающих без дела в наших жировых клетках. Что в свою очередь ведет к печальному и совсем неумному <<поеданию>> наших мышц во время долгой голодухи.
2. Протеиногенных аминокислот, как оговаривалось - 22 штуки, 20 из которых (в скобках вышеназванные) являются компонентами протеинов всех живых существ на этой голубой планете. Две последние штуки - селеноцистеин и пирролизин - немного модифицированы и используются в несколько ином назначении. Также, есть и не протеиногенные аминокислоты, которых на порядки больше. Они в отличие от протеиногенных, вообще не являются компонентами белков. К ним например относится тироксин - гормон щитовидной железы или все D-энантиомеры протеиногенных АК.
3. Протеины состоят только лишь из L-аминокислот, которые практически всегда находятся в S-конфигурации. Некоторые бактерии используют и Д-энантиомеры для встраивания их в свою бактериальную стенку.
4. Глицин является единственной ахиральной аминокислотой.
5. У изолейцина и треонина в четвертой группе есть еще один хиральный центр. Тоесть, <<вертятся>> там навешанные группы уже в двух местах.

Комментарий