تحقیق در مورد اسید آمینه ( آمینو اسید ) و انواع آن

همه چیز درباره اسید آمینه ها و ساختار آن ها

تحقیق در مورد اسید آمینه

آشنایی با اسید آمینه یا آمینو اسیدها

در شیمی به هر مولکولی که شامل گروه‌های کاربردی آمینه و کربوکسیلیک اسید است، اسید آمینه یا آمینو اسید گفته می‌شود. اسید آمینه واحد تشکیل دهنده پروتئین است. اسیدهای آمینه در هنگام ساخته شدن پروتئین‌ها از RNA پیام بر یا mRNA به یکدیگر می‌پیوندند.

نحوه تبدیل اسید آمینه ها به پروتئین

پروتئین ها از ترکیبی از زنجیره های پلی پپتیدی درست می شوند. خود زنجیره های پلی پپتیدی از اسیدهای آمینه تشکیل می شوند. اسیدهای آمینه با پیوندی شیمیایی به نام پیوند آمیدی یا پیوند پپتیدی کنار هم نگه داشته می شوند.

اسیدهای آمینه که مواد تشکیل دهنده زنجیره های پلی پپتیدی هستند براساس دستورالعمل ژن ها کنار یکدیگر قرار می گیرند. به این ترتیب DNA مثل یک نقشه ژنتیکی در داخل هر سلول است. البته سلول ها نمی توانند پیامی که DNA منتقل می کند را درک کنند، بنابراین نیاز به RNA است تا اطلاعات ژنتیکی ترجمه شوند.

اگر DNA یک نقشه ساخت پروتئین باشد RNA نقش معمار را دارد که که نقشه را می خواند و کار ساخت پروتئین را انجام می دهد. (RNA (اسید ریبونوکلئیک) یک اسید نوکلئیک است که چنان که گفتیم در ساختن پروتئین ها در داخل سلول ها به کار می رود. اسید نوکلئیک خانواده بزرگی از مولکول ها است که شامل اسید دئوکسی ریبونوکلئیک (DNA) و اسید ریبونوکلئیک (RNA است.)

بنابراین اولین گام این است که DNA به RNA تبدیل شود و این روند درواقع رونویسی DNA است. مرحله دوم این است که RNA به وجود آمده ترجمه شود. رشته های mRNA که در رونویسی تشکیل می شوند حاوی کد ژنتیکی برای ساخت دنباله ای از اسیدهای آمینه هستند. اسیدهای آمینه ای که در نهایت به یک پروتئین تبدیل خواهند شد. (کد ژنتیکی مجموعه فرامینی است تعریف می کند چگونه کد چهار حرفی DNA به کد ۲۰ حرفی اسیدهای آمینه ترجمه شود.)

درنهایت اسیدهای آمینه براساس فرایند ترجمه در جای خود قرار می گیرند و زنجیره پلی پپتیدی را می سازند. یک اشتباه یا جهش در روند ترجمه که باعث شود یک اسید آمینه در جای اشتباهی از زنجیره قرار گیرد عواقب مهمی به دنبال دارد.

در بسیاری از مواقع پلی پپتید نمی تواند پروتئین را به شکلی درست ایجاد کند و پروتئین غیر فعال می شود. این وضعیت ممکن است باعث شود برخی از صفات و یا فرایندها در یک فرد خاموش شوند.

بسته به این که فرد با این تغییر می تواند با محیطی که در آن زندگی می کند سازگاری مطلوبی پیدا کند یا نه این امر می تواند مفید یا مضر باشد. اگر تغییر در اسید آمینه مطلوب باشد، تغییر به وجود آمده انتخاب خواهد شد و فرد به اندازه ای زندگی می کند که می تواند تولید مثل کند و این توالی اسید آمینه جدید را تحکیم بخشد.

نقش اسید آمینه در بدن

بخش زیادی از سلول ها، عضلات و بافت های ما از اسیدهای آمینه ساخته شده اند و بسیاری از عملکردهای مهم بدن مان از جمله دادن ساختار به سلول ها را انجام می دهند. اسیدهای آمینه همچنین نقشی کلیدی در نقل و انتقال و ذخیره سازی مواد غذایی ایفا می کنند.

اسیدهای آمینه بر روی عملکرد اندام ها، غدد، تاندون ها و عروق تأثیر می گذارند. علاوه بر این در التیام زخم ها و ترمیم بافت ها به خصوص در عضلات، استخوان ها، پوست و مو نقشی اساسی دارند. همچنین برای از بین بردن همه انواع مواد زاید به وجود آمده در ارتباط با سوخت و ساز بدن ضروری هستند.

انواع اسیدهای آمینه

  • منو اسیدهای آمینه

گلیکوکول (Gly): گلیکوکول که گلیسین نیز نامیده می‌شود و تنها اسید آمینه‌ای است که فاقد کربن ناقرینه است و در ساختمان پروتئین هایی مانند کلاژن ، الاستین و رشته ابریشم به مقدار فراوان وجود دارد.

آلانین (Ala): در تمام پروتئین ها فراوان است.

والین (Val): اسید آمینه ضروری برای انسان است و به مقدار کم در بیشتر پروتئینها یافت می‌شود.

لوسین (Leu): اسید آمینه ضروری برای انسان بوده و در بیشتر پروتئینها به مقدار زیاد وجود دارد.

ایزولوسین (Ile): اسید آمینه ضروری برای انسان است که به مقدار کمتر از اسیدهای آمینه دیگر پروتئینها وجود دارد. ایزولوسین دو کربن ناقرینه دارد.

  • اسید آمینه الکل‌دار

سرین (Ser): اسید آمینه‌ای است که در رشته‌های ابریشم بسیار فراوان بوده و در ساختمان چربیها و پروتئینهای مرکب نیز شرکت می‌کند.

تره اونین (Thr): اسید آمینه الکل‌داری است که برای انسان ضروری بوده و مانند ایزولوسین یک کربن ناقرینه اضافی دارد.

  • اسیدهای آمینه گوگرددار

سیستئین (Cys): این اسید آمینه نقش مهمی در ساختمان فضایی پروتئینها بر عهده دارد زیرا عامل تیول (SH-) دو مولکول سیستئین در یک زنجیره پلی پپتیدی و یا دو مولکول سیستئین در دو زنجیره پلی پپتیدی با از دست دادن هیدروژن پیوند کوالان می‌سازند و در نتیجه دو مولکول سیستئین تبدیل به اسید آمینه دیگری به نام سیستئین می‌گردند.

متیونین (Met): متیونین از اسیدهای آمینه ضروری برای انسان است که مقدار آن در پروتئینها نسبتا کم است.

  • دی اسیدهای منو آمینه

اسیدهای آمینه‌ای هستند که دارای یک آمین و دو عامل کربوکسیل هستند و به اسید آمینه اسیدی مشهورند.

اسید آسپارتیک (Asp): در پروتئینها به مقدار زیاد یافت می‌شود. اسیدیته این اسید آمینه زیاد است.

اسید گلوتامیک (Glu): مقدار آن در پروتئین زیاد است و نقش مهم آن انتقال عامل آمین در واکنشهای بیوشیمیایی است.

  • اسیدهای آمینه آمیدی

این ترکیبات روی ریشه R دارای یک عامل آمیدی هستند. این اسیدهای آمینه در سنتز پروتئینها شرکت نموده و نقش مهمی را در انتقال آمونیاک دارا هستند.

گلوتامین (Gln)

آسپاراژین (Asn)

  • اسیدهای آمینه دی آمین

این اسیدهای آمینه دارای یک عامل آمین اضافی هستند.

لیزین (Lys): این اسید آمینه برای انسان ضروری بوده و در بیشتر پروتئینها مخصوصا در بعضی از پروتئینها مانند هیستون ها به مقدار فراوان دیده می‌شود. لیزین در سنتز کلاژن نیز شرکت می‌کند. ولی پس از تشکیل کلاژن، لیزین به دلتا هیدروکسی لیزین تبدیل می‌شود.

آرژنین (Arg): این اسید آمینه در پروتئینهایی مانند هیستون و پروتامین بسیار فراوان است. آرژنین بسیار بازی است. گروه انتهای این اسید آمینه را که شامل سه ازت می‌باشد، گوانیدین می‌نامند.

  • اسیدهای آمینه حلقوی

بعضی از این اسیدهای آمینه به علت دارا بودن حلقه بنزنی ، عطری (آروماتیک) نامیده می‌شوند و برخی دیگر دارای یک حلقه هترو سیلیک هستند.

فنیل آلانین (phe): از اسیدهای آمینه ضروری برای انسان بوده و در پروتئینها به مقدار فراوان یافت می‌شوند. در ساختمان این اسید آمینه یک حلقه بنزنی و یک زنجیر جانبی آلانین شرکت دارد.

تیروزین (Thr): این اسید آمینه به مقدار فراوان در پروتئینها دیده می‌شود. حلالیت آن در آب کم است. تیروزین را پاراهیدروکسی فنیل آلانین هم می‌نامند. زیرا از اکسیداسیون فنیل آلانین حاصل می‌شود.

تریپتوفان (Trp): اسید آمینه ضروری برای انسان است که به مقدار کم در پروتئینها وجود دارد.

هیستیدین (His): این اسید آمینه در تمام پروتئینها به مقدار اندکی وجود دارد و فقط مقدار آن در هموگلوبین نسبتا زیاد است.

پرولین (Pro): اسید آمینه‌ای است که در پروتئینهایی مانند کلاژن و رشته‌های ابریشم به مقدار فراوان دیده می‌شود. این اسید آمینه نقش مهمی در ساختمان فضایی پروتئینها به عهده دارد. در حقیقت پرولین که از حلقه ایمین مشتق می‌شود، یک اسید ایمینه است. در کلاژن تعدادی از پرولین ها به هیدروکسی پرولین تبدیل می‌شود.

اسیدهای آمینه ضروری

از نظر تغذیه، اسید آمینه‌ها را به دو دسته ضروری و غیر ضروری تقسیم می‌کنند. اسیدهای آمینه ضروری، اسیدهای آمینه‌ای هستند که سلول ها قادر به سنتز نیستند، در صورتی که اسیدهای آمینه غیر ضروری توسط سلولها از سایر مواد ساخته می‌شوند. نوع اسیدهای آمینه ضروری در نزد گونه‌های مختلف جانداران متفاوت است.

ساختار اسید آمینه

هر اسید آمینه، از یک کربن نامتقارن به نام کربن α تشکیل یافته‌است که با چهار گروه مختلف کربوکسیل (COOH) اتم هیدروژن، گروه آمینه بازی (NH۲-) و یک زنجیره غیر جانبی (R-) پیوند برقرار می‌کند. ریشه R ممکن است یک زنجیره کربنی یا یک حلقه کربنی باشد.

عوامل دیگری مانند الکل، آمین، کربوکسیل و نیز گوگرد می‌توانند در ساختمان ریشه R شرکت کنند. زنجیره جانبی خود چندین اتم کربن دارد و آنها را به ترتیبی که از کربن آلفا، فاصله می‌گیرند، با حروف بتا (β)، گاما (γ) و دلتا (δ) نشان می‌دهند.

اگر در حالی که عامل COOH روی کربن آلفا قرار داد عامل NH۲ روی کربن‌هایی غیر آلفا قرار گیرد. نوع اسید آمینه به β، γ یا δ تغییر خواهد کرد. اسیدهای آمینه آزاد به مقدار بسیار ناچیز در سلول‌ها وجود دارند.

بیشتر اسیدهای آمینه آلفا در سنتز پروتئین شرکت می‌کنند، در صورتی که اسیدهای آمینه بتا، گاما و دلتا واسطه‌های شیمیایی هستند. بیشتر اسیدهای آمینه در pH هفت به صورت دو قطبی در می‌آیند یعنی گروه NH۲ پروتون می‌گیرد و گروه COOH هیدروژن خود را از دست می‌دهد و به صورت –COO- در می‌آید.

زنجیره جانبی (گروه) R برای پروتئین‌ها می‌تواند یکی از ۲۰ حالت مختلف ممکن باشد و بدین ترتیب یک الفبای بیست حرفی برای ساخت پروتئین‌ها بوجود می‌آید. این بیست اسید آمینه می‌توانند با هر ترکیب و به هر تعداد در کنار هم آمده و به ساخت پروتئین منجر شوند.

هرگونه سوال و دریافت مشاوره تحصیلی (از ابتدایی تا دكتری) ثبت نام مدارس تیزهوشان، نمونه دولتی و ثبت نام دانشگاه سراسری، آزاد، علمی كاربردی و پیام نور با شماره های زیر تماس بگیرید.

تماس از تلفن ثابت 9099072952 (سراسر كشور) تماس از تلفن ثابت 9092305587 (فقط استان تهران)

online پاسخگویی به صورت 24 ساعته


اشتراک گذاری

جوابی بنویسید

ایمیل شما نشر نخواهد شدخانه های ضروری نشانه گذاری شده است. *

*