Proteinlerin Görevleri: Revizyonlar arasındaki fark

31. satır:

* '''Birincil (Primer) Yapı:''' Bir proteinin birincil yapısı, amino asitlerin peptit bağları adı verilen güçlü kovalent bağlarla birbirine bağlanarak oluşturduğu doğrusal zincirin diziliminden ibarettir.1 Bu amino asit dizilimi, hücrenin genetik materyali olan DNA’da kodlanmış olan bilgiye göre ribozomlarda sentezlenir. Bu nedenle, birincil yapı, proteinin daha sonra kazanacağı üç boyutlu şekil ve nihai fonksiyonu için gerekli olan tüm bilgiyi bünyesinde barındırır.3 Bu dizilim o kadar hassastır ki, zincirdeki tek bir amino asidin değişmesi bile proteinin bütün yapısını ve işlevini etkileyebilir.9

* '''İkincil (Sekonder) Yapı:''' Polipeptit zinciri sentezlendikten sonra, zincirin omurgasını oluşturan atomlar arasında kurulan hidrojen bağları neticesinde, zincir kendi üzerinde lokal ve düzenli bir şekilde katlanmaya başlar. Bu tekrarlayan katlanma desenleri ikincil yapıyı oluşturur.8 En yaygın görülen iki ikincil yapı motifi, bir telefon kablosu gibi sarmal bir yapı olan~~ ~~

* '''İkincil (Sekonder) Yapı:''' Polipeptit zinciri sentezlendikten sonra, zincirin omurgasını oluşturan atomlar arasında kurulan hidrojen bağları neticesinde, zincir kendi üzerinde lokal ve düzenli bir şekilde katlanmaya başlar. Bu tekrarlayan katlanma desenleri ikincil yapıyı oluşturur.8 En yaygın görülen iki ikincil yapı motifi, bir telefon kablosu gibi sarmal bir yapı olan '''alfa-heliks''' ve bir yelpaze gibi katlanmış tabakalardan oluşan '''beta-tabaka'''dır.3

'''alfa-heliks''' ve bir yelpaze gibi katlanmış tabakalardan oluşan '''beta-tabaka'''dır.3

* '''Üçüncül (Tersiyer) Yapı:''' Bir polipeptit zincirinin, ikincil yapı elemanlarını da içeren bütününün, uzayda katlanarak kazandığı nihai üç boyutlu (3D) şekline üçüncül yapı denir.4 Bu karmaşık yapının stabil bir şekilde kalması, amino asitlerin yan zincirleri (R grupları) arasında kurulan çeşitli etkileşimlerle sağlanır. Bu etkileşimler arasında, polar olmayan yan zincirlerin sudan kaçarak proteinin iç kısmına toplanmasıyla oluşan~~ ~~

* '''Üçüncül (Tersiyer) Yapı:''' Bir polipeptit zincirinin, ikincil yapı elemanlarını da içeren bütününün, uzayda katlanarak kazandığı nihai üç boyutlu (3D) şekline üçüncül yapı denir.4 Bu karmaşık yapının stabil bir şekilde kalması, amino asitlerin yan zincirleri (R grupları) arasında kurulan çeşitli etkileşimlerle sağlanır. Bu etkileşimler arasında, polar olmayan yan zincirlerin sudan kaçarak proteinin iç kısmına toplanmasıyla oluşan '''hidrofobik etkileşimler''', zıt yüklü yan zincirler arasındaki '''iyonik bağlar''', polar yan zincirler arasındaki '''hidrojen bağları''' ve iki sistein amino asidinin kükürt atomları arasında kurulan güçlü kovalent bağlar olan '''disülfit köprüleri''' bulunur.3

'''hidrofobik etkileşimler''', zıt yüklü yan zincirler arasındaki '''iyonik bağlar''', polar yan zincirler arasındaki '''hidrojen bağları''' ve iki sistein amino asidinin kükürt atomları arasında kurulan güçlü kovalent bağlar olan '''disülfit köprüleri''' bulunur.3

* '''Dördüncül (Kuaterner) Yapı:''' Bazı proteinler, işlevsel olabilmek için birden fazla polipeptit zincirinin (alt birim olarak adlandırılır) bir araya gelmesiyle oluşur. Bu alt birimlerin bir araya gelerek oluşturduğu makromoleküler komplekse dördüncül yapı denir.1 Örneğin, kanda oksijen taşıyan hemoglobin proteini, dört ayrı polipeptit alt biriminin birleşmesiyle meydana gelir. Bu yapının bir arada tutulması da, üçüncül yapıda olduğu gibi, büyük ölçüde non-kovalent etkileşimler tarafından sağlanır.10

44. satır:

42. satır:

==== '''Yapı-Fonksiyon İlişkisi: Şekil, Görevin Kendisidir''' ====

Biyokimyanın en temel ilkelerinden biri, proteinlerin işlevinin onların özgül üç boyutlu yapısına kritik derecede bağlı olmasıdır.2 Tıpkı bir anahtarın şeklinin sadece belirli bir kilidi açabilmesini sağlaması gibi, bir proteinin üç boyutlu şekli de onun hangi molekülle etkileşime gireceğini ve hangi biyolojik rolü üstleneceğini belirler.3 Bu hassas yapı, pH, sıcaklık veya belirli kimyasalların varlığı gibi çevresel koşullardaki aşırı değişikliklerden etkilenebilir. Bu tür etkenler, yapıyı bir arada tutan zayıf non-kovalent bağları bozarak proteinin özgün üç boyutlu yapısının kaybolmasına neden olur.

Biyokimyanın en temel ilkelerinden biri, proteinlerin işlevinin onların özgül üç boyutlu yapısına kritik derecede bağlı olmasıdır.2 Tıpkı bir anahtarın şeklinin sadece belirli bir kilidi açabilmesini sağlaması gibi, bir proteinin üç boyutlu şekli de onun hangi molekülle etkileşime gireceğini ve hangi biyolojik rolü üstleneceğini belirler.3 Bu hassas yapı, pH, sıcaklık veya belirli kimyasalların varlığı gibi çevresel koşullardaki aşırı değişikliklerden etkilenebilir. Bu tür etkenler, yapıyı bir arada tutan zayıf non-kovalent bağları bozarak proteinin özgün üç boyutlu yapısının kaybolmasına neden olur. '''Denatürasyon''' olarak adlandırılan bu süreç, proteinin biyolojik aktivitesini yitirmesiyle sonuçlanır.2

'''Denatürasyon''' olarak adlandırılan bu süreç, proteinin biyolojik aktivitesini yitirmesiyle sonuçlanır.2

Son yıllardaki araştırmalar, geleneksel “tek yapı-tek fonksiyon” görüşünü daha da ileri taşımıştır. Proteinlerin katı ve sabit yapılar olmaktan ziyade, işlevlerini yerine getirirken önemli ölçüde esneklik ve dinamizm sergileyen moleküller olduğu anlaşılmıştır.12 Hatta bazı proteinlerin, belirli bölgelerinin yapısal olarak tamamen “düzensiz” olduğu ve bu “gevşekliğin” (floppiness), onların farklı moleküllere bağlanabilmesi ve yeni işlevler kazanabilmesi için elzem olduğu gösterilmiştir.12

90. satır:

86. satır:

Yapısal proteinler, biyolojik yapıların fiziksel bütünlüğünü ve mekanik direncini sağlayan temel bileşenlerdir. Genellikle uzun ve lifli (fibröz) bir yapıya sahip olan bu proteinler, bir binanın çelik iskeleti gibi görev yapar. Örneğin, vücutta en bol bulunan protein olan '''kollajen''', üçlü sarmal yapısı sayesinde kemik, kıkırdak, tendon ve deri gibi bağ dokularına muazzam bir gerilme direnci ve sağlamlık kazandırır.3

'''Keratin''', saç, tırnak, boynuz ve tüylerde bulunan bir diğer önemli yapısal proteindir ve bu yapılara sertlik ve koruyucu bir nitelik verir.3 Hücre düzeyinde ise

'''Keratin''', saç, tırnak, boynuz ve tüylerde bulunan bir diğer önemli yapısal proteindir ve bu yapılara sertlik ve koruyucu bir nitelik verir.3 Hücre düzeyinde ise '''aktin''' ve '''tübülin''' proteinleri, bir araya gelerek hücre iskeletini (sitoskeleton) oluşturan mikrotübül ve mikrofilamentleri oluşturur. Bu dinamik iskelet, sadece hücreye şekil vermekle kalmaz, aynı zamanda organellerin hücre içindeki konumlarının belirlenmesinde, hücre bölünmesinde ve kas kasılması gibi hareket süreçlerinde de kritik roller üstlenir.3

'''aktin''' ve '''tübülin''' proteinleri, bir araya gelerek hücre iskeletini (sitoskeleton) oluşturan mikrotübül ve mikrofilamentleri oluşturur. Bu dinamik iskelet, sadece hücreye şekil vermekle kalmaz, aynı zamanda organellerin hücre içindeki konumlarının belirlenmesinde, hücre bölünmesinde ve kas kasılması gibi hareket süreçlerinde de kritik roller üstlenir.3

Güncel araştırmalar, yapısal proteinlerin sadece pasif iskele elemanları olmadığını, aynı zamanda karmaşık düzenleyici ağların aktif birer parçası olduğunu ortaya koymaktadır. Örneğin, mayoz bölünme sırasında kromozomların eşleşmesini sağlayan sinaptonemal kompleks (SC) yapısını oluşturan proteinlerin, oldukça korunmuş olduğu ve işlevlerini yerine getirebilmek için birbirlerine sıkı sıkıya bağımlı oldukları tespit edilmiştir.13 Bu durum, bu yapıların ne kadar entegre ve hassas sistemler olduğunu göstermektedir. Benzer şekilde, mitokondrilerde bulunan LYRM ailesi proteinlerinin, enerji üretiminde görevli solunum kompleksi alt birimleri ve diğer proteinlerle etkileşime girerek mitokondriyal fonksiyonların düzenlenmesinde kritik roller üstlendiği keşfedilmiştir.14 Bu bulgular, yapısal ve düzenleyici fonksiyonların biyolojik sistemlerde ne denli iç içe geçtiğini göstermektedir.

99. satır:

93. satır:

==== '''Enzimatik Proteinler: Biyokimyasal Reaksiyonların Katalizörleri''' ====

Enzimler, canlı hücrelerdeki binlerce biyokimyasal reaksiyonun, yaşamın gerektirdiği hızlarda gerçekleşmesini sağlayan biyolojik katalizörlerdir. Neredeyse tamamı protein yapısında olan bu moleküller, kendileri reaksiyonda harcanmadan, reaksiyonların aktivasyon enerjisini düşürerek hızlarını milyonlarca, hatta milyarlarca kat artırırlar.3 Enzimlerin bu katalitik gücü, onların globüler (küresel) yapılarının içinde bulunan ve

Enzimler, canlı hücrelerdeki binlerce biyokimyasal reaksiyonun, yaşamın gerektirdiği hızlarda gerçekleşmesini sağlayan biyolojik katalizörlerdir. Neredeyse tamamı protein yapısında olan bu moleküller, kendileri reaksiyonda harcanmadan, reaksiyonların aktivasyon enerjisini düşürerek hızlarını milyonlarca, hatta milyarlarca kat artırırlar.3 Enzimlerin bu katalitik gücü, onların globüler (küresel) yapılarının içinde bulunan ve '''aktif bölge''' adı verilen özelleşmiş bir cep veya yarıktan kaynaklanır. Aktif bölgenin üç boyutlu şekli ve kimyasal özellikleri, enzimin etki edeceği hedef moleküle, yani '''substrata''' son derece özgüdür. Bu özgüllük, genellikle bir “anahtar-kilit” uyumuna benzetilir; sadece doğru şekle ve kimyasal yapıya sahip substrat, enzimin aktif bölgesine bağlanabilir.3 Bu bağlanma, substrat üzerindeki kimyasal bağların daha kolay kırılmasını veya yeni bağların oluşmasını sağlayacak şekilde bir gerilim oluşturur ve reaksiyonun hızla gerçekleşmesine olanak tanır.

'''aktif bölge''' adı verilen özelleşmiş bir cep veya yarıktan kaynaklanır. Aktif bölgenin üç boyutlu şekli ve kimyasal özellikleri, enzimin etki edeceği hedef moleküle, yani '''substrata''' son derece özgüdür. Bu özgüllük, genellikle bir “anahtar-kilit” uyumuna benzetilir; sadece doğru şekle ve kimyasal yapıya sahip substrat, enzimin aktif bölgesine bağlanabilir.3 Bu bağlanma, substrat üzerindeki kimyasal bağların daha kolay kırılmasını veya yeni bağların oluşmasını sağlayacak şekilde bir gerilim oluşturur ve reaksiyonun hızla gerçekleşmesine olanak tanır.

Enzimlerin çalışma mekanizmalarının anlaşılması, bu moleküllerin endüstriyel ve tıbbi amaçlar için yeniden tasarlanmasına olanak sağlamıştır. Son yıllarda yapılan çalışmalar, enzimlerin sıcaklık ve pH gibi zorlu koşullara karşı direncini artırmak (termostabilite) veya belirli substratlara olan ilgisini ve verimliliğini modifiye etmek için protein mühendisliği tekniklerinin başarıyla kullanıldığını göstermektedir.15 Bu alandaki en heyecan verici gelişmelerden biri “fotobiyokataliz” olarak adlandırılan yeni bir alandır. Bu yaklaşımda, doğal enzimler, normalde katalizlemedikleri “doğal olmayan” kimyasal reaksiyonları, görünür ışık enerjisi kullanılarak gerçekleştirmeleri için yeniden programlanmaktadır.17 Bu süreç, genellikle enzimin yapısında bulunan bir kofaktör ile substrat arasında, ışığa duyarlı bir “elektron verici-alıcı (EDA) kompleksi” kurulmasıyla mümkün kılınmaktadır.17 Bu bulgular, mevcut biyolojik makinelerin yapısında, normal biyolojik koşullarda “uykuda” olan, ancak belirli bir dış enerji (ışık) ile “uyandırılabilecek” gizli (latent) katalitik potansiyellerin bulunduğunu göstermesi açısından dikkat çekicidir.

120. satır:

112. satır:

==== '''Savunma Proteinleri: İmmün Sistemin Özgül Silahları (Antikorlar)''' ====

Vücudun savunma sistemi, istilacı mikroorganizmalar ve yabancı moleküllerle savaşmak için oldukça özelleşmiş proteinler kullanır. Bu savunma proteinlerinin en bilinenleri, '''antikorlar''' veya diğer adıyla '''immünoglobulinler (Ig)'''’dir.26 B lenfositleri adı verilen bağışıklık hücreleri tarafından üretilen bu proteinler,

Vücudun savunma sistemi, istilacı mikroorganizmalar ve yabancı moleküllerle savaşmak için oldukça özelleşmiş proteinler kullanır. Bu savunma proteinlerinin en bilinenleri, '''antikorlar''' veya diğer adıyla '''immünoglobulinler (Ig)'''’dir.26 B lenfositleri adı verilen bağışıklık hücreleri tarafından üretilen bu proteinler, '''antijen''' olarak adlandırılan ve vücuda ait olmayan belirli molekülleri (örneğin bir virüsün yüzeyindeki bir protein veya bir bakteri toksini) tanımak ve onları etkisiz hale getirmek üzere tasarlanmıştır. Antikorların yapısı, işlevleriyle mükemmel bir uyum içindedir ve Y harfine benzer özgün bir şekle sahiptir 26:

'''antijen''' olarak adlandırılan ve vücuda ait olmayan belirli molekülleri (örneğin bir virüsün yüzeyindeki bir protein veya bir bakteri toksini) tanımak ve onları etkisiz hale getirmek üzere tasarlanmıştır. Antikorların yapısı, işlevleriyle mükemmel bir uyum içindedir ve Y harfine benzer özgün bir şekle sahiptir 26:

* '''Yapısal Bileşenler:''' Her bir antikor molekülü, disülfit bağlarıyla birbirine bağlanmış dört polipeptit zincirinden oluşur: iki özdeş '''ağır zincir''' ve iki özdeş '''hafif zincir'''.26