Les chaînes longues, ou polymères, d'acides aminés sont appelées protéines (bien que les protéines ne soient pas exclusivement des acides aminés). Les acides aminés sont liés par ce que sont les «liaisons peptidiques». L'ordre des acides aminés est déterminé par l'ordre des nucléotides (l'alphabet génétique) dans un gène de l'ADN, qui déterminent comment la protéine se replie et fonctionne.
Production de protéines à partir d'acides aminés
Le processus de liaison des acides aminés dans les protéines commence dans le noyau de la cellule. L'ARN messager (ARNm) d'un gène est créé en utilisant un segment d'ADN comme matrice. L'ARNm se déplace ensuite à l'extérieur du noyau vers des fabricants de protéines appelés «ribosomes». C'est là que les protéines sont fabriquées. Dans les ribosomes, l'ARN de transfert (ARNt) colle alors les acides aminés sur l'ARNm. Essentiellement, l'ARNm est utilisé comme matrice pour construire la protéine.
Peptide Bond entre les acides aminés
Les acides aminés sont joints tête-à-queue dans de longs polymères linéaires. Spécifiquement, le groupe acide carboxylique (-CO) d'un acide aminé s'attache au groupe amino (-NH) du groupe suivant. Cette liaison est appelée une "liaison peptidique". De telles chaînes d'acides aminés sont appelées "polypeptides".
Les chaînes latérales d'acides aminés
Les acides aminés ont des chaînes latérales attachées à l'atome de carbone central. . Ces chaînes latérales ont des caractéristiques électrostatiques (de liaison) différentes. Ceci est important dans la façon dont la protéine initialement linéaire se replie lorsqu'elle est libérée de sa matrice d'ARNm.
Ordre des acides aminés et repliement des protéines
La forme de la protéine est déterminée par la séquence d'acides aminés. Les liaisons dans une longue chaîne polypeptidique permettent une libre rotation des atomes, ce qui confère au squelette de la protéine une grande flexibilité. La plupart des chaînes polypeptidiques, cependant, se replient en une seule forme, et la plupart d'entre elles le font spontanément.
Chaînes latérales et pliantes
Le repliement est déterminé par l'ordre des chaînes latérales des acides aminés . Ces chaînes latérales interagissent avec chacune et l'eau dans la cellule. Les chaînes latérales polaires ont tendance à se déformer pour faire face à l'eau. Les chaînes latérales non polaires se transforment au centre de la bille protéique, étant hydrophobes (eau désagréable). La répartition des sites polaires et non polaires est donc l'un des facteurs les plus importants régissant le repliement de la protéine.
Nombre de combinaisons d'acides aminés
20 acides aminés sont utilisés pour fabriquer des protéines. Alors qu'il y a 20 ^ n polypeptides différents qui sont n acides aminés, une très petite fraction des protéines résultantes serait stable. La plupart auraient de nombreuses formes avec des niveaux d'énergie quasi-équivalents. Pouvant changer facilement de forme pour adopter un niveau d'énergie différent, ils ne seraient donc pas assez stables pour être utiles à l'organisme. Un acide aminé au mauvais endroit peut donc rendre une protéine inutile. Par conséquent, la plupart des mutations dans l'ADN ne bénéficient pas à l'organisme. Ce n'est que par une énorme quantité d'essais et d'erreurs que les protéines utiles ont évolué.
