De nombreux gènes codent pour des chaînes polypeptidiques particulières. Et les protéines comprennent une ou plusieurs chaînes polypeptidiques.
Ce sont les protéines qui sont responsables des caractéristiques d'un organisme ou d'une cellule. La façon dont les protéines sont construites, selon une matrice génétique, est décrite dans la section sur la synthèse des protéines.
Les protéines ont diverses vocations et donnent aux cellules vivantes leurs diverses formes et fonctions. Certaines protéines ont une fonction structurale; ces protéines fabriquent le cartilage, les cheveux et les ongles, par exemple. Une catégorie spéciale de protéines, les enzymes, catalysent d'importantes réactions chimiques dans la cellule qui ne pourraient normalement se produire en leur absence. Certaines protéines servent de canaux membranaires qui facilitent le passage des particules moléculaires vers ou hors de la cellule. Certaines hormones, comme l'insuline, sont des protéines qui régulent les fonctions du corps (l'insuline contrôle le taux de sucre dans le sang). Les protéines sont également requises pour la contraction des muscles et aident les cellules du corps à se défendre contre les envahisseurs étrangers.1 Les fonctions susmentionnées ne constituent qu'une partie des diverses fonctions des protéines.
Structure de la protéine
Toutes les protéines sont constituées d'une ou de plusieurs longues molécules appelées polypeptides. Chaque polypeptide est composé de petites molécules reliées bout à bout et appelées acides aminés. Les 20 types d'acides aminés utilisés par les cellules vivantes ont tous une structure d'armature identique, qui sert à lier ensemble les acides aminés en une longue chaîne. Chaque type d'acide aminé possède également ce qu'on appelle un groupe latéral, distinct sur le plan chimique, selon le type d'acide aminé. Bien qu'il ne soit pas nécessaire d'exposer en détail la façon dont varient les structures des groupes latéraux, mentionnons qu'ils peuvent être regroupés en plusieurs catégories.
Par exemple, certains groupes latéraux sont non polaires, tandis que d'autres sont polaires. Les molécules polaires et non polaires restent généralement éloignées les unes des autres. (Avez-vous jamais remarqué que l'huile de cuisson et l'eau ne se mélangent pas, mais demeurent ensemble dans de grosses bulles? C'est justement parce que les molécules d'huile sont non polaires, et les molécules d'eau, polaires) Les molécules d'eau sont polaires, et comme les molécules non polaires n'aiment pas s'associer à des molécules polaires, nous appelons souvent les molécules non polaires hydrophobes (du grec, « craignant l'eau »). Par ailleurs, les molécules polaires sont hydrophiles (du grec, « aimant l'eau »), car elles aiment interagir avec l'eau.
Les protéines, qui flottent dans la cellule ou n'importe où dans votre corps, sont entourées d'un milieu principalement aqueux.. Qu'arrive-t-il à la longue chaîne d'acides aminés, dont certains sont hydrophobes et d'autres hydrophiles?
La protéine se plie en une structure en trois dimensions où la plupart des acides aminés hydrophobes sont tournés vers l'intérieur de la structure (s'écartant de l'eau) et où la plupart des acides aminés hydrophiles se trouvent en surface, tournés vers l'eau. En conséquence, les types d'acides aminés et l'ordre dans lequel ils se situent dans la chaîne détermineront comment la protéine finira par se plier dans l'eau, et, dès lors, sa structure en trois dimensions dans votre corps.
Cette structure tridimensionnelle est essentielle au bon fonctionnement de la protéine. Une protéine de transport membranaire, par exemple, est intégrée dans la membrane de la cellule et a la forme d'un tunnel ou d'un corridor reliant chaque côté de la membrane à l'autre. Elle a pour tâche de permettre à certaines molécules qui le peuvent d'entrer ou de sortir de la cellule. De toute évidence, la forme de la protéine de transport est très importante pour qu'elle puisse remplir correctement sa fonction! Une protéine de transport mal formée peut avoir un corridor « bloqué », ce qui signifie que les grosses molécules ne peuvent entrer ou sortir de la cellule. Les enzymesconstituent un autre exemple de catégorie de protéines dont la forme est essentielle à leur bon fonctionnement.
