Автор: Яна Ненчева, биохимик, кандидат доктор по Биофизикa

Белтък, протеин, разлики

Когато стане дума за белтъци, повечето хора си мислят за яйца на очи, омлети и глазури, a биолозите си мислят за аминокиселини. Асоциацията и на двете групи е  правилна, защото белтъка на яйцата е съставен от около 90% вода и около 10% протеини (които са съставени от аминокиселини). Чували сме, че протеините са полезни и че от тях ставаме по-здрави и по-силни. За това и повечето хора ваят телата си, консумирайки протеинови шейкове и N на брой яйца сутрин. Но има ли разлика между белтък и протеин? Какво са аминокиселините?

Какво са аминокиселините и каква е структурата им

Обща формула на алфа-аминокиселините
Обща формула на алфа-аминокиселините

Няма да задълбавам върху структурата, но настоявам да си представите всяка аминокиселина като фин, здрав скелет от свързани един за друг химични елементи. Във формулата чертите показват връзките (“костите”) между тези елементи (“ставите”). 

Обърнете внимание, че на едно място има само чертичка без да е вързан за нея химичен елемент и химична група (“става”). Обозначила съм го в червен кръг с надпис “Тук е мястото” . В случая на общата формула на алфа-аминокиселините, това е празно място, което може да се заеме от различни химични елементи. Терминът, който се използва, за това, което се закача там, е радикал (и се бележи с R). Т.е. това на картинката е основният скелет, към който може да се “закачат” още ”стави”. И според радикала (R) - имаме различна аминокиселина с различно име. От него зависи какви ще са нейните свойствата и съответно за какво ще я използва организмът.

Така в обобщение аминокиселината е изградена от:

  • Амино група (NH2)
  • Карбоксилна група (-COOH)
  • Радикал (R)

Аминогрупата и карбоксилната група са свързани за един общ въглероден (C) атом. Това са елементи и групи, които се смята, че са се образували още със зараждането на планетата Земя [ref. 1]

Аминокиселините [ref. 2], от които са изградени белтъците в човешкото тяло са 20 на брой. Иначе има още 300 аминокиселини в природата, но телата ни си използват 20-те и изглежда им стигат. Всяка верига се изгражда по модел, схема, команда (ако щете), информацията за която се намира в нашето ДНК. ДНК предава тази информация под формата на копие РНК (процесът се нар. транскрипция). След което РНК “превежда” получената команда на “езика на белтъците” (процесът се нар. транслация) - казва точно коя аминокиселина за коя да се захване във веригата. Това е изключително прецизен процес. Напр. вероятността да се сгреши копирането от ДНК към РНК е 1 на 10000 нуклеотидните двойки [ref. 3]. Именно в този минимален шанс за грешка се коренят мутациите. Представете си колко “проба-грешка” са били необходими, за да изглеждаме и съществуваме във формата, в която сме в момента.

Каква е разликата между белтък и протеин

Дали ще наречем белтъците протеини или белтъчини - няма разлика. Това са синоними. Аминокиселините са градивният елемент на белтъците, които ние познаваме като име от етикетите на хранителните стоки в днешни дни.

Белтъците (протеините) са основен градивен елемент на телата ни:

  • Хемоглобинът е протеин, който съдържа химичния елемент желязо и който е отговорен за дишането,
  • Имунната ни система се състои от антитела, които са изградени от белтъци;
  • Мускулите са изградени от влакна, които също съдържат протеини,
  • Голямата част от хормоните са с белтъчна природа и т.н..

Тези примери са една малка част. Познати са белтъци с вериги от 60 аминокиселини, както и има такива с по 1500 [ref. 4]. Връзката, която се образува между две аминокиселини се нар. полипептидна връзка, а от там и самите вериги приемат специфичното наименование - полипептидни вериги. Полипептидната верига се нагъва по определен начин и така се образуват белтъците.

НО не стига само да има верига - трябва да е и нагъната по точно определен начин. Нагъването на протеините не е тривиален момент. Това е ключов фактор за изпълнението на точните им функции. Не трябва да се омаловажава и организмът не го прави. Не е като сгъването на пране, неправилно нагънатият протеин трябва да се поправи. Той се разпознава, набелязва се и доброволно се разчленява до съставните си части - аминокиселините. Като игра с лего - ако не се получи, се разрушава и се повтаря пак. Ако по някаква причина грешното нагъване не се поправи - може да се получи заболяване. Такъв е случаят с мутиралите приони, които се превръщат в инфекциозните белтъчни частици и причиняват заболявания като Луда крава, Смеещата се смърт и Фаталното фамилно безсъние.

Източници:

  1. Зараждането на Земята и възникването на живота

  2. Essential Amino Acids: Definition, Benefits and Food Sources

  3. Как нуклеиновите киселини ДНК и РНК дирижират живота

  4. БЕЛТЪЦИ – СТРОЕЖ, СВОЙСТВА И ФУНКЦИИ

За автора:

👩‍🔬Яна Ненчева е молекулярен биолог, магистър по Биохимия и магистър по Оптометрия, PhD кандидат по Биофизика. От 2015 година е активен организатор на редица събития, сред които Докторантски чай и Семинар очно здраве, които целят да популяризират науката в общественото пространство. От 2019 година е управител и съосновател на Центъра за кариерно ориентиране в областта на природните науки ScienceUp.