Ismerkedés az aminosavakkal | Makromolekulák | Biológia | Khan Academy magyar

Az aminosavak és szerepük megértése a molekuláris biológia központi témája (a DNS-ben tárolt információból hogyan lesznek végül aminosavláncok). Foglalkozunk az amino- és karboxilcsoporttal, valamint azzal, hogy az aminosavak a fiziológiás pH-n jellemzően ikerionos formában találhatóak. Hogyan befolyásolhatják az aminosav-oldalláncok a fehérjék szekezetét?

Nézd meg a következő leckét: https://hu.khanacademy.org/ science/biology/macromolecules/proteins-and-amino-acids/v/peptide-bond-formation?utm_source=YT&utm_medium=Desc&utm_campaign=biology

Kihagytad az előző leckét? https://https://hu.khanacademy.org/ science/biology/macromolecules/nucleic-acids/v/molecular-structure-of-rna?utm_source=YT&utm_medium=Desc&utm_campaign=biology

Biológia a Khan Academyn: Az élet szép! A biológia az atomokból kiindulva a sejtekig, a génektől kezdve a fehérjékig, és az emberiségtől kezdve az ökorendszerig tanulmányozza azt a lenyűgöző és bonyolult rendszert, amely lehetővé teszi az életet. Mélyüljünk el a biológia különböző területein, tudjuk meg miért olyan izgalmas és fontos tudomány! Az érintett témakörök a középiskolai és a bevezető egyetemi kurzusok tananyagát fedik le.

Mi a Khan Academy? A Khan Academy gyakorló feladatokat, oktatóvideókat és személyre szabott tanulási összesítő táblát kínál, ami lehetővé teszi, hogy a tanulók a saját tempójukban tanuljanak az iskolában és az iskolán kívül is. Matematikát, természettudományokat, programozást, történelmet, művészettörténetet, közgazdaságtant és még más tárgyakat is tanulhatsz nálunk. Matematikai küldetéseink végigvezetik a diákokat az általános iskola első osztályától egészen a differenciál- és integrálszámításig modern, adaptív technológia segítségével, mely felméri az erősségeket és a hiányosságokat.
Küldetésünk, hogy bárki, bárhol világszínvonalú oktatásban részesülhessen.

A magyar fordítás az Akadémia Határok Nélkül Alapítvány (akademiahataroknelkul.hu) fordítócsapatának munkája.

A DNS rengeteg figyelmet kap,

mint genetikai információnk tárolója,

és meg is érdemli!

Ha nem lenne DNS-ünk, nem lenne módunk

megőrizni azt az információt,

ami minket és más élőlényeket azzá tesz, amik vagyunk.

A DNS-nek van néhány klassz tulajdonsága: lemásolhatja önmagát,

– ebbe sokkal mélyebben bele is megyünk majd más videókban.

Tehát a DNS még több DNS-t termel,

ezt pedig replikációnak hívjuk,

ám pusztán önmagad másolása még nem elég ahhoz,

hogy valóban megteremts egy élőlényt.

Ahhoz, hogy egy élő szervezetet hozzunk létre,

valahogy meg kell szerezni a DNS-ben lévő információt,

majd olyan dolgokat kell előállítani, mint a vázalkotó molekulák,

enzimek, szállító molekulák, jelátviteli molekulák,

melyek ténylegesen a szervezet működéséért felelősek.

Ennek a folyamatnak az első lépése

– és ez az átismétlése mindannak,

amiket más videókban láttunk –,

az első lépés a DNS-ből RNS,

pontosabban a hírvivő RNS (mRNS) készítése.

Hírvivő RNS. És ezt a folyamatot itt transzkripciónak nevezik.

Transzkripciónak, amiről részletesen beszélünk más videókban.

A hírvivő RNS a riboszómákhoz megy,

ahol a tRNS-hez kötődnek az aminosavak, és így létrehozzák a fehérjéket.

Tehát a hírvivő RNS-ből indulunk ki, és ezzel egyidőben...

ez együtt van a tRNS-sel és az aminosavakkal,

úgyhogy hadd írjam ide, hogy plusz tRNS és aminosavak.

Az aminosavakat élénkebb színnel írom,

mivel ezek lesznek a videó középpontjában.

Tehát tRNS és aminosavak.

A szervezeted képes fehérjéket létrehozni,

melyek aminosavláncokból épülnek fel,

és a fehérjék azok,

melyek jórészt a szervezetet működtetik.

A fehérjék, melyek nem mások, mint aminosavláncok,

vagy azokból épülnek fel,

néha többszörös aminosavláncokból.

Tehát hogy el tudd képzelni,

ez itt egy aminosav,

ez egy másik aminosav.

Ez egy aminosav.

Ez egy aminosav, és folytathatnánk a sort.

Ezeknek az aminosavláncoknak tehát attól függően,

hogy miben különböznek,

a különböző aminosavak eltérő tulajdonságaitól függően,

és hogy a fehérje milyen alakot vesz fel,

és milyen kölcsönhatásban lehet a környezetével,

ezeknek a fehérjéknek különféle szerepük lehet.

Az immunrendszered alkotóelemeitől kezdve,

antitestekként, enzimekként szolgálhatnak,

jelátvivő hormonként szolgálhatnak, mint például az inzulin.

Részt vesznek az izomösszehúzódásban.

Az aktinról és miozinról van egy lenyűgöző videónk is.

Oxigénszállítás.

Hemoglobin.

Tehát a fehérjék, legalább is az én meglátásom szerint

rengeteg munkát végeznek.

A DNS, nos, tartalmazza az információt,

de a szervezet működtetésének nagy részét

valójában a fehérjék végzik el.

Ahogy az imént említettem,

a fehérjék építőegységei az aminosavak.

Tehát összpontosítsunk egy kicsit erre.

Itt fent van néhány példa az aminosavakra.

20 féle gyakori aminosav van,

van még néhány, attól függően, hogy milyen szervezetet nézel,

és elméletileg még sokkal több is lehet.

De a legtöbb biológiai rendszerben

20 közismert aminosav van, amelyeket a DNS kódol,

és ezek közül itt van kettő.

Először csak nézzük meg, mi a közös bennük.

Tehát azt látjuk, hogy mind a kettőnél – vagyis valójában mind a háromnál,

ez csak egy általános forma – van egy aminocsoport.

Van egy aminocsoport,

és ezért hívjuk az aminosavat „amino”-nak.

Tehát van egy aminocsoport.

Itt van egy aminocsoport.

Most mondhatnád, hogy ha aminosavnak hívják,

akkor hol van a sav?

Az ebből a karboxilcsoportból származik.

Tehát ezért hívjuk savnak.

Ez a karboxilcsoport savas.

Szeret protont leadni.

És a kettő között van egy szénatom,

ezt pedig alfa szénatomnak hívjuk.

Alfa szénatomnak hívjuk.

Alfa szénatom, és az alfa szénatom

kovalens kötéssel kapcsolódik az aminocsoporthoz,

kovalens kötéssel a karboxilcsoporthoz,

és kovalens kötéssel egy hidrogénatomhoz.

Na és ez az a pont, ahol a különböző aminosavak eltérnek.

Ugyan van még néhány kivétel a nitrogénre vonatkozóan,

de a legtöbb esetben az aminosavak közötti különbséget

az alfa-szén negyedik kovalens kötése eredményezi.

Láthatod, hogy a szerinben ez van,

amit alkoholnak nevezhetsz.

Lehet alkohol-oldallánc.

Itt, a valinban egy puszta szénhidrogén-oldallánc van.

Általában véve ezeket az oldalláncokat

R-csoportoknak nevezzük, és ezek az R-csoportok

nagy szerepet játszanak a fehérjék alakjának meghatározásában,

abban, hogy milyen kölcsönhatásba lépnek a környezetükkel,

és az általuk elvégzendő feladatok típusaiban.

És már ezekből a példákból is láthatod,

hogy ezek a különböző oldalláncok eltérően viselkedhetnek.

Ennek alkohol-oldallánca van,

és tudjuk, hogy az oxigén elektronegatív,

szereti magához venni az elektronokat.

Elképesztő, hogy mennyi kémiai vagy akár biológiai következtetés vonhatunk le

a puszta elektronegativitásból.

Szóval az oxigén szereti magához venni az elektronokat,

így ott részlegesen negatív töltés lesz.

A hidrogén elektronegativitása kisebb, mint az oxigéné,

így elveszik az elektronját,

így részlegesen pozitív töltésű lesz,

ilyen egyszerűen.

Így poláris lesz

és hidrofil,

legalábbis a molekula ezen része

képes lesz vonzani és kölcsönhatásba lépni a vízzel.

És ha ezt összehasonlítjuk azzal, ami itt van,

ez a szénhidrogén oldallánc, ez nem poláris,

így ez hidrofób lesz.

Hidrofób lesz.

Így amikor a fehérjék felépítéseiről kezdünk beszélni,

és hogy hogyan befolyásolják a fehérjék szerkezetét
az oldalláncok,

képzelheted, hogy a fehérjék olyan részei,

amelyeknek hidrofób oldalláncai vannak,

azok akarnak a fehérjék belsejébe kerülni,

ha vizes oldatban vagyunk,

míg azok, amelyek hidrofilebbek, kívülre szeretnének kerülni.

Lehetetnek olyan oldalláncok,

melyek mind nagyok és terjedelmesek,

és így nehézkessé tehetik a szoros illeszkedést,

és lehetnek nagyon kicsi oldalláncok,

melyek nagyon könnyen tömörülnek,

így ezek a dolgok segítenek meghatározni az alakot,

és erről sokkal többet fogunk beszélni,

amikor a szerkezetről beszélünk.

De hogyan kapcsolódnak ezek egymáshoz?

Ebbe sokkal részletesebben is belemegyünk

egy másik videóban...

De ha itt van a szerin,

és itt pedig valin,

akkor ezek az ún. peptidkötésen keresztül kapcsolódnak össze.

Peptidnek nevezzük, ha két vagy több aminosav kapcsolódik egymáshoz.

Tehát ez egy dipeptid lenne,

a kötés nem ilyen nagy,

hadd rajzoljam kicsit kisebbre...

Tehát...

Ez szerin.

Ez valin.

Ezek peptidkötést hozhatnak létre, és ez volna
a legkisebb peptid,

ez itt egy dipeptid.

Peptidnek vagy peptidkötésnek hívják.

Ahogy ez a lánc képződik, a polipeptid,

ahogy egyre több dolgot adunk hozzá,

amint egyre több aminosavat adunk hozzá,

ez lehet egy fehérje,

vagy egy fehérje része, amely mindezeket a dolgokat végzi.

Még egy utolsó dolog, amiről beszélni akarok:

ez a mód, ahogyan ezeket az aminosavakat rajzoltam,

ez az, amit gyakran a tankönyvekben láthatsz.

De fiziológiás pH-n, a test belsejében lévő pH-n,

ami ebben a hetes körüli tartományban van,

tehát körülbelül 7,2-7,4 közöttire pH-ra tehető,

ami itt van, ez a karboxilcsoport,

ez valószínűleg deprotonálódik,

valószínűleg leadja a hidrogénjét,

ezt sokkal nagyobb valószínűséggel fogod így találni.

Deprotonálódva nagyobb lesz a koncentrációja,

mint protonálva.

Tehát fiziológiás körülmények között valószínűbb,

hogy ez az oxigén mindkét elektront megszerezte,

és most negatív töltése van,

tehát megszabadult a hidrogén protonjától,

de megtartotta a hidrogén elektronját.

Tehát ez lehet ilyen.

Majd az aminocsoport,

fiziológiás pH-n

valószínűleg megragad egy protont.

Tehát a nitrogénnek van egy plusz nemkötő elektronpárja,

így lehet, hogy ezt a nemkötő elektronpárt egy proton megragadására használja,

sőt, fiziológiás pH-n nagyobb koncentrációban található protonnal,

mint anélkül.

A nitrogén tehát szerezni fog egy protont,

nemkötő elektronpárját használja erre,

és ezáltal...

ezáltal pozitív töltése lesz.

Néha ily módon rajzolt aminosavakat fogsz látni,

és ez valójában pontosabban megadja,

ami fiziológiás körülmények között valószínűleg előfordul.

És ezeknek a molekuláknak érdekes neve van.

Ezt a molekulát, ami semleges, annak ellenére,

hogy egyes részeinek töltése van, mint ennek itt,

ikerionnak neveznek.

Ez vicces szó.

Ikerion (Zwitterion).

A „zwitter” németül hibridet jelent,

és az „ion” nyilvánvalóan azt jelenti, hogy töltése lesz.

Így ennek hibrid töltése lesz, annak ellenére,

hogy ezen a két végén töltése van,

a töltéseket összegezve semleges lesz.