ፕሮቲን

ፕሮቲኖች በሁሉም ህይወት ባላቸው ነገሮች ውስጥ የሚገኙ በጣም አስፈላጊ የሆኑ ትላልቅ ሞለኪውሎች ናቸው። እነሱ በፔፕታይድ ቦንድ (peptide bond) በተባለ ትስስር እርስ በርስ ከተያያዙ ረዣዥም የአሚኖ አሲዶች ሰንሰለት የተገነቡ ናቸው። ፕሮቲኖች በህዋሳት (ሴሎች) ውስጥ የተለያዩ ተግባራትን ያከናውናሉ፤ እነዚህም የመዋቅር ድጋፍ መስጠት፣ የኢንዛይም ተግባር፣ የሞለኪውሎች ማጓጓዝ፣ የበሽታ መከላከል ምላሽ እና የህዋስ ምልክት መስጠትን ያካትታሉ። የአንድ ፕሮቲን ልዩ ተግባር የሚወሰነው በልዩ ባለ ሶስት አቅጣጫዊ (3D) አወቃቀሩ ሲሆን፣ ይህ አወቃቀር ደግሞ በአሚኖ አሲዶች ቅደም ተከተል እና እርስ በእርሳቸው እንዲሁም ከአካባቢያቸው ጋር በሚያደርጉት መስተጋብር የሚወሰን ነው።

የፕሮቲን ምርት ትራንስሌሽን (translation) ወይም ትርጉም በሚባል ሂደት ውስጥ ይከናወናል። በዚህ ሂደት ውስጥ፣ በዲ ኤን ኤ (DNA) ውስጥ የተከማቸው የዘረመል መረጃ ወደ መልዕክተኛ አር ኤን ኤ (mRNA) ይገለበጥና ከዚያም ወደ ልዩ የአሚኖ አሲዶች ቅደም ተከተል ይተረጎማል። ከዚያ በኋላ መልዕክተኛው አር ኤን ኤ (mRNA) ራይቦዞም (ribosome) በሚባሉ አካላት ይነበብና አሚኖ አሲዶች በትክክለኛው ቅደም ተከተል ተያይዘው ፕሮቲን ይፈጥራሉ።

 ትርጓሜ 
ፕሮቲኖች በህይወት ባላቸው ስርዓቶች ውስጥ በብዛት ከሚገኙ ኦርጋኒክ ሞለኪውሎች አንዱ ሲሆኑ የተለያዩ ተግባራት አሏቸው። ፕሮቲኖች መዋቅራዊ፣ ተቆጣጣሪ፣ መከላከያ ወይም አጓጓዥ ሊሆኑ ይችላሉ፤ ማከማቻ ወይም የሽፋን (membrane) አካል ሆነው ሊያገለግሉ ይችላሉ፤ ወይም መርዝ ወይም ኢንዛይም ሊሆኑ ይችላሉ። እያንዳንዱ ህዋስ በሺዎች የሚቆጠሩ የተለያዩ ፕሮቲኖችን ሊይዝ ይችላል፤ እያንዳንዳቸውም ልዩ ተግባር አላቸው። አወቃቀራቸው ልክ እንደ ተግባራቸው በጣም የተለያየ ነው። ሁሉም ግን የአሚኖ አሲዶች ፖሊመሮች ሲሆኑ፣ ቀጥተኛ በሆነ ቅደም ተከተል የተደረደሩ ናቸው።

 አሚኖ አሲዶች 
አሚኖ አሲዶች ፕሮቲኖችን ለመፍጠር እርስ በርስ የሚዋሃዱ ኦርጋኒክ ውህዶች ናቸው፤ ስለዚህም የፕሮቲን ግንባታ ጡቦች (building blocks) በመባል ይታወቃሉ። እነዚህ ባዮሞለኪውሎች በሰው አካል ውስጥ በብዙ ባዮሎጂያዊ እና ኬሚካላዊ ተግባራት ውስጥ ይሳተፋሉ፤ ለሰው ልጅ እድገትና ልማት አስፈላጊ ነገሮች ናቸው። በተፈጥሮ ውስጥ ወደ 300 የሚሆኑ አሚኖ አሲዶች ቢገኙም፣ ከእነዚህ ውስጥ 20 ብቻ በህይወት ባላቸው ነገሮች ፕሮቲኖች ግንባታ ውስጥ ይሳተፋሉ (በባክቴሪያ ውስጥ 22 አሚኖ አሲዶች ይገኛሉ)።

አሚኖ አሲዶች መሰረታዊ የአሚኖ ቡድን (-NH2) እና የአሲድነት ባህሪ ያለው የካርቦክሲል ቡድን (-COOH) ይይዛሉ። በፕሮቲን ውስጥ የሚገኙት ንጥረ ነገሮች አሚኖ አሲዶች ይባላሉ።

የአሚኖ አሲዶች ስም እና ፎርሙላአላኒን (Alanine)C3H7NO2ሉሲን (Leucine)C6H13NO2አስፓርቲክ አሲድ (Aspartic Acid)C4H7NO4ላይሲን (Lysine)C6H14N2O2አስፓራጂን (Asparagine)C4H8N2O3ሜቲዮኒን (Methionine)C5H11NO2Sአርጂኒን (Arginine)C6H14N4O2ፕሮሊን (Proline)C5H9NO2ሳይቶሲን (Cytosine)C4H5N3Oፌኒላላኒን (Phenylalanine)C9H11NO2ሲስቴን (Cysteine)C3H7NO2Sሴሪን (Serine)C3H7NO3ግላይሲን (Glycine)C2H5NO2ታይሮሲን (Tyrosine)C9H11NO3ግሉታሚን (Glutamine)C5H10N2O3ትሪኦኒን (Threonine)C4H9NO3ሂስቲዲን (Histidine)C6H9N3O2ትሪፕቶፋን (Tryptophan)C11H12N2O2አይሶሉሲን (Isoleucine)C6H13NO2ቫሊን (Valine)C5H11NO2

 የአሚኖ አሲዶች አጠቃላይ ባህሪያት 

በጣም ከፍተኛ የማቅለጫ እና የመፍያ ነጥብ አላቸው።

አሚኖ አሲዶች ነጭ፣ ክሪስታል መልክ ያላቸው ጠጣር ነገሮች ናቸው።

የተወሰኑት ጣፋጭ፣ አንዳንዶቹ ጣዕም የለሽ፣ ሌሎቹ ደግሞ መራራ ጣዕም አላቸው።

አብዛኛዎቹ በውሃ ውስጥ የሚሟሙ ሲሆኑ፣ በኦርጋኒክ ፈሳሾች ውስጥ ግን አይሟሙም።

ከ20ዎቹ አሚኖ አሲዶች ውስጥ፣ ሰውነታችን የተወሰኑትን በቀላሉ በራሱ ማምረት ይችላል፤ እነዚህም አስፈላጊ ያልሆኑ አሚኖ አሲዶች (non-essential amino acids) ይባላሉ። እነሱም አላኒን፣ አስፓራጂን፣ አርጂኒን፣ አስፓርቲክ አሲድ፣ ግሉታሚክ አሲድ፣ ሲስቴን፣ ግሉታሚን፣ ፕሮሊን፣ ግላይሲን፣ ሴሪን እና ታይሮሲን ናቸው።

ከእነዚህ በተጨማሪ ዘጠኝ ሌሎች አሚኖ አሲዶች አሉ፤ እነሱም በሰውነታችን ሊመረቱ ስለማይችሉ በጣም አስፈላጊ ናቸው። እነዚህ አስፈላጊ አሚኖ አሲዶች (essential amino acids) በመባል የሚታወቁ ሲሆን፣ ከአመጋገብ መገኘት አለባቸው። እነሱም አይሶሉሲን፣ ሂስቲዲን፣ ላይሲን፣ ሉሲን፣ ፌኒላላኒን፣ ትሪፕቶፋን፣ ሜቲዮኒን፣ ትሪኦኒን እና ቫሊን ናቸው።

 የአሚኖ አሲዶች ተግባራት 

የአስፈላጊ አሚኖ አሲዶች ተግባራት:

ፌኒላላኒን: ጤናማ የነርቭ ስርዓትን ለመጠበቅ እና የማስታወስ ችሎታን ለማሳደግ ይረዳል።

ቫሊን: የጡንቻ እድገትን በማሳደግ ረገድ ትልቅ ሚና ይጫወታል።

ትሪኦኒን: የበሽታ መከላከል ስርዓት ተግባራትን ለማሻሻል ይረዳል።

ትሪፕቶፋን: ቫይታሚን B3 እና የሴሮቶኒን ሆርሞኖችን በማምረት ውስጥ ይሳተፋል።

አስፈላጊ ያልሆኑ አሚኖ አሲዶች ተግባራት:

አላኒን: መርዛማ ንጥረ ነገሮችን ከሰውነታችን ለማስወገድ እና ግሉኮስንና ሌሎች አሚኖ አሲዶችን ለመፍጠር ያገለግላል።

ግሉታሚን: ጤናማ የአንጎል ተግባርን ያበረታታል፤ ለኒውክሊክ አሲዶች (DNA እና RNA) ውህደት አስፈላጊ ነው።

አርጂኒን: የፕሮቲን እና የሆርሞን ውህደትን ያሳድጋል፣ በጉበት ውስጥ መርዝን ያስወግዳል፣ ቁስልን ያሽራል እንዲሁም ጤናማ የበሽታ መከላከል ስርዓትን ለመጠበቅ ይረዳል።

 የፕሮቲን ክፍፍል 
የፕሮቲን ሞለኪውሎች ከአንድ ወይም ከዛ በላይ የአሚኖ አሲድ ሰንሰለቶች የተፈጠሩ ትላልቅ እና ውስብስብ ሞለኪውሎች ናቸው። በአጠቃላይ ሁለት አይነት የፕሮቲን ሞለኪውሎች አሉ፤ ፋይብረስ (ክር መሰል) ፕሮቲኖች እና ግሎቡላር (ሉላዊ) ፕሮቲኖች።

 ግሎቡላር ፕሮቲኖች (Globular Proteins) 
እነዚህ ፕሮቲኖች የታመቀ፣ ሉላዊ ወይም ክብ ቅርጽ ያለው ባለሶስት አቅጣጫዊ መዋቅር አላቸው። በተለያዩ ባዮሎጂያዊ ሂደቶች ውስጥ ወሳኝ ሚና ይጫወታሉ፤ እንደ ኢንዛይሞች፣ አንቲበዲዎች (ፀረ-አካላት)፣ አጓጓዦች እና የምልክት ሞለኪውሎች ሆነው ያገለግላሉ። በውሃ ውስጥ የሚሟሙ ሲሆኑ፣ ለምሳሌ በደም ውስጥ ኦክስጅንን የሚያጓጉዘው ሂሞግሎቢን የዚህ አይነት ፕሮቲን ነው።

 ፋይብረስ ፕሮቲኖች (Fibrous Proteins) 
እነዚህ ፕሮቲኖች ረጅም፣ ቀጭን ወይም ክር መሰል ቅርጽ ያላቸው ሲሆን፣ የክር ወይም የሰሌዳ መሰል መዋቅር ይፈጥራሉ። በአብዛኛው የማይንቀሳቀሱ እና በውሃ ውስጥ የማይሟሙ ናቸው፤ እንዲሁም የመዋቅር ወይም የማከማቻ ሚና አላቸው። ለምሳሌ፣ ቆዳን፣ ፀጉርን እና ጅማትን የሚገነባው ኮላጅን እና ኬራቲን የዚህ አይነት ፕሮቲኖች ናቸው።

 በፋይብረስ እና በግሎቡላር ፕሮቲኖች መካከል ያለው ልዩነት ፋይብረስ ፕሮቲኖችግሎቡላር ፕሮቲኖችተግባርመዋቅራዊ – ድጋፍ በመስጠት የህዋሳትን ቅርጽ ለመጠበቅ ይረዳሉተግባራዊ – በሰውነት ውስጥ ልዩ ባዮሎጂያዊ ተግባራትን ያከናውናሉምሳሌኮላጅን፣ ኬራቲን፣ ኤላስቲንአልቡሚን፣ ሂሞግሎቢን፣ ኢንሱሊን፣ ኢንዛይሞችቅርጽረጅም እና ቀጭንሉላዊ ወይም ክብ ቅርጽየአሲድ ቅደም ተከተልተደጋጋሚ የአሚኖ አሲድ ቅደም ተከተል አለውወጥ ያልሆነ የአሚኖ አሲድ ቅደም ተከተል አለውመረጋጋትለምቀት እና ለpH ለውጥ ብዙም ስሜታዊ አይደሉምለምቀት እና ለpH ለውጥ የበለጠ ስሜታዊ ናቸውመሟሟትበውሃ ውስጥ የማይሟሙበውሃ ውስጥ የሚሟሙ

 የፕሮቲኖች ተግባራት 

ኢንዛይሞች (Enzymes): በሰውነት ውስጥ ኬሚካላዊ ግብረመልሶችን የሚያፋጥኑ የፕሮቲን አይነቶች ናቸው።

ሆርሞኖች (Hormones): በተወሰኑ እጢዎች የሚመረቱ ኬሚካሎች ሲሆኑ፣ የህዋሳትን እና የአካላትን እንቅስቃሴ ይቆጣጠራሉ።

አንቲበዲ/ፀረ-አካል (Antibody): በደም ሴሎች ውስጥ የሚገኝ ፕሮቲን ሲሆን、 ከውጭ ወደ ሰውነት የሚገቡ ባዕድ አካላትን በመዋጋት ሰውነትን ይከላከላል።

የማከማቻ ፕሮቲኖች (Storage proteins): እንደ ብረት ያሉ አስፈላጊ ሞለኪውሎችን እና አየኖችን ያከማቻሉ።

የማጓጓዣ ፕሮቲኖች (Transport proteins): በህዋስ ሽፋን በኩል ንጥረ ነገሮችን ያጓጉዛሉ (ለምሳሌ ሂሞግሎቢን ኦክስጅንን ያጓጉዛል)።

 ጥቅሞች 
ፕሮቲኖች በአመጋገብ ስርዓት ውስጥ እንደ አስፈላጊ የአሚኖ አሲዶች ምንጭ ሆነው ትልቅ ጥቅም አላቸው። እንደ ኢንዛይም ሆነው ያገለግላሉ፣ በሰውነት ውስጥ ኬሚካላዊ ግብረመልሶችን ያፋጥናሉ እንዲሁም ለቲሹዎች መዋቅራዊ ድጋፍ ይሰጣሉ።