Nusha Ashjaee ilustrācija. ThoughtCo.
Olbaltumvielas ir bioloģiskie polimēri sastāv no aminoskābes. Aminoskābes, kas savienotas kopā ar peptīdu saitēm, veido polipeptīdu ķēdi. Viena vai vairākas polipeptīdu ķēdes, kas savītas 3D formā, veido olbaltumvielu. Olbaltumvielām ir sarežģītas formas, kas ietver dažādas krokas, cilpas un izliekumus. Salocīšana olbaltumvielās notiek spontāni. Ķīmiskā saistīšana starp polipeptīdu ķēdes porcijām palīdz proteīnu turēt kopā un dot tam formu. Ir divas vispārīgas olbaltumvielu molekulu klases: globular proteīni un šķiedraini proteīni. Globular proteīni parasti ir kompakti, šķīstoši un sfēriski. Šķiedru olbaltumvielas parasti ir iegarenas un nešķīst. Globulariem un šķiedru proteīniem var būt viens vai vairāki no četriem olbaltumvielu struktūras veidiem.
Četrus olbaltumvielu struktūras līmeņus atšķir viens no otra ar polipeptīdu ķēdes sarežģītības pakāpi. Atsevišķā olbaltumvielu molekulā var būt viens vai vairāki olbaltumvielu struktūras tipi: primārā, sekundārā, terciārā un ceturtējā struktūra.
Primārā struktūra apraksta unikālo secību, kādā aminoskābes ir savienotas, veidojot olbaltumvielu. Olbaltumvielas ir veidotas no 20 aminoskābju komplekta. Parasti aminoskābēm ir šādas strukturālās īpašības:
Visām aminoskābēm ir alfa ogleklis, kas saistīts ar ūdeņraža atomu, karboksilgrupu un aminogrupu. "R" grupa variē starp aminoskābes un nosaka atšķirības starp tām olbaltumvielu monomēri. Olbaltumvielu aminoskābju secību nosaka informācija, kas atrodama šūnā ģenētiskais kods. Aminoskābju secība polipeptīdu virknē ir unikāla un specifiska noteiktam proteīnam. Atsevišķas aminoskābes maiņa izraisa: gēna mutācija, kas visbiežāk rada nefunkcionējošu olbaltumvielu.
Sekundārā struktūra "Polipeptīdu ķēde" attiecas uz polipeptīdu ķēdes saliekšanu vai salocīšanu, kas piešķir olbaltumvielu 3D formu. Ir divu veidu sekundārās struktūras, kas novērotas olbaltumvielās. Viens no veidiem ir alfa (α) spirāle struktūra. Šī struktūra atgādina satītu atsperi un tiek nodrošināta ar ūdeņraža saiti polipeptīdu ķēdē. Otra veida olbaltumvielu sekundārā struktūra ir beta (β) kroku loksne. Šķiet, ka šī struktūra ir salocīta vai kroku un tiek turēta kopā ar ūdeņraža saiti starp salocītās ķēdes polipeptīdu vienībām, kas atrodas blakus viena otrai.
Kvartāra struktūra attiecas uz makromolekulas olbaltumvielu struktūru, ko veido mijiedarbība starp vairākām polipeptīdu ķēdēm. Katru polipeptīdu ķēdi sauc par apakšvienību. Olbaltumvielas ar četrvērtīgu struktūru var sastāvēt no vairāk nekā viena un tā paša veida olbaltumvielu subvienības. Tās var sastāvēt arī no dažādām apakšvienībām. Hemoglobīns ir olbaltumvielu ar kvartāra struktūru piemērs. Hemoglobīns, kas atrodams asinis, ir dzelzi saturošs proteīns, kas saista skābekļa molekulas. Tas satur četras apakšvienības: divas alfa apakšvienības un divas beta apakšvienības.
Olbaltumvielas trīsdimensiju formu nosaka tā galvenā struktūra. Aminoskābju secība nosaka olbaltumvielu struktūru un specifisko funkciju. Atsevišķas instrukcijas aminoskābju secībai ir apzīmētas ar gēni kamerā. Kad šūna uztver nepieciešamību pēc olbaltumvielu sintēzes, DNS atšķeļas un tiek pārrakstīts uz RNS ģenētiskā koda kopija. Šis process tiek saukts DNS transkripcija. Pēc tam ir RNS kopija tulkots ražot olbaltumvielu. Ģenētiskā informācija DNS nosaka īpašo aminoskābju secību un specifisko olbaltumvielu, kas tiek ražota. Olbaltumvielas ir viena veida bioloģiskā polimēra piemēri. Kopā ar olbaltumvielām ogļhidrāti, lipīdi, un nukleīnskābes veido četras galvenās dzīvo organisko savienojumu klases šūnas.