Protein

Cyfansoddyn organig ydy protein ac sy'n cynnwys un neu fwy o gadwynau hir o weddillion asid amino, wedi'u gosod mewn cadwyn wedi'i blygu. Polymer ydy'r asidau amino a gysylltir â'i gilydd gan ddolen peptid: rhwng y carbocsil a'r grwp amino. Gelwir y gyfres o asidau amino mewn protein yn gyfres DNA y genyn a gellir ei adnabod yn unigol drwy ei cod genetig. Mae proteinau'n cyflawni sawl swyddogaeth wahanol o fewn organebau, gan gynnwys cataleiddio adweithiau metabolaidd, dyblygu DNA, ymateb i ysgogiadau, darparu strwythur i gelloedd ac organebau, a chludo moleciwlau o un lle i'r llall. Mae proteinau'n wahanol i'w gilydd yn bennaf yn eu dilyniant o asidau amino, sy'n cael ei bennu gan ddilyniant niwcleotid eu genynnau, ac sydd fel arfer yn arwain at blygu protein i strwythur 3D penodol sy'n pennu ei weithgaredd. Yn gyffredinol, mae'r cod genetig hwn yn ymwneud ag 20 asid amino; fodd bynnag, mewn rhai organebau, gall y cod genetig gynnwys selenocystin. Gelwir cadwyn linol o weddillion asid amino yn bolypeptid. Mae protein yn cynnwys o leiaf un polypeptid hir. Anaml y caiff polypeptidau byr, sy'n cynnwys llai na 20-30 o weddillion (residues), eu hystyried yn broteinau ac fe'u gelwir yn gyffredin yn 'beptidau'. Mae'r gweddillion asid amino unigol yn cael eu bondio gyda'i gilydd gan fondiau peptid a gweddillion asid amino cyfagos. Diffinir y dilyniant o weddillion asid amino mewn protein gan ddilyniant un genyn, sy'n cael ei amgodio yn y cod genetig. Yn gyffredinol, mae'r cod genetig yn nodi 20 asid amino safonol; ond mewn rhai organebau gall y cod genetig gynnwys selenocystein ac — mewn rhai archaea — pyrrolysine. Yn fuan ar ôl synthesis, neu hyd yn oed yn ystod synthesis, mae'r gweddillion mewn protein yn aml yn cael eu haddasu'n gemegol trwy addasiad ôl-trawsfudol sy'n newid priodweddau ffisegol a chemegol, plygu, sefydlogrwydd, gweithgaredd, ac yn y pen draw, swyddogaeth y proteinau. Mae gan rai proteinau grwpiau nad ydynt yn beptidau ynghlwm wrthynt, y gellir eu galw'n grwpiau prosthetig neu'n gydffactorau. Gall proteinau hefyd weithio gyda'i gilydd i gyflawni swyddogaeth benodol, ac maent yn aml yn cysylltu i ffurfio cymhlygion protein sefydlog. Unwaith y byddant wedi'u ffurfio, dim ond am gyfnod penodol y mae proteinau'n bodoli cyn iddynt ddiraddio a'u hailgylchu gan beiriannau'r gell trwy'r broses o drosiant protein. Mae hyd oes protein yn cael ei fesur yn nhermau ei hanner oes a gall hyn amrywio'n fawr. Gallant fodoli am funudau neu flynyddoedd gyda hyd oes cyfartalog o 1-2 ddiwrnod mewn celloedd mamalaidd. Mae proteinau annormal neu wedi'u cam-blygu yn cael eu diraddio'n gyflymach naill ai oherwydd eu bod wedi'u targedu i'w dinistrio neu oherwydd eu bod yn ansefydlog. Fel macromoleciwlau biolegol eraill megis polysacaridau ac asidau niwclëig, mae proteinau yn rhannau hanfodol o organebau ac yn cymryd rhan ym mron pob proses o fewn celloedd. Mae llawer o broteinau yn ensymau sy'n cataleiddio adweithiau biocemegol ac yn hanfodol i fetaboledd. Mae gan broteinau hefyd swyddogaethau adeileddol neu fecanyddol, fel actin a myosin yn y cyhyrau a'r proteinau yn y cytosgerbwd, sy'n ffurfio system o sgaffaldiau sy'n cynnal siâp celloedd. Mae proteinau eraill yn bwysig mewn signalau celloedd, ymatebion imiwn, adlyniad celloedd, a chylchred y gell. Mewn anifeiliaid, mae angen proteinau yn y diet i ddarparu'r asidau amino hanfodol na ellir eu syntheseiddio. Mae treuliad yn torri'r proteinau i lawr ar gyfer defnydd metabolaidd. Gellir puro proteinau o gydrannau cellog eraill gan ddefnyddio amrywiaeth o dechnegau megis uwch-allgyrchiant, dyddodiad (cemegol), electrofforesis, a chromatograffeg; mae dyfodiad peirianneg enetig wedi galluogi nifer o ddulliau puro. Ymhlith y dulliau a ddefnyddir yn gyffredin i astudio strwythur a swyddogaeth protein mae imiwn-histocemeg, mwtagenesis wedi'i gyfeirio at safle arbennig, crisialeg pelydr-X, cyseiniant magnetig niwclear a sbectrometreg màs.