As proteínas são macromoléculas essenciais que desempenham um papel crucial nos processos biológicos dos organismos vivos. Elas estão envolvidas em quase todas as funções celulares, agindo como enzimas para facilitar reações bioquímicas, fornecendo estrutura através do colágeno nos tecidos e facilitando o transporte através da hemoglobina no sangue. No coração das proteínas estão seus blocos de construção chamados aminoácidos.
Os aminoácidos são compostos orgânicos que contêm tanto um grupo amino (-NH₂) quanto um grupo carboxila (-COOH). Eles estão ligados entre si por ligações peptídicas para formar estruturas longas semelhantes a cadeias, conhecidas como polipeptídeos. Existem 20 aminoácidos padrão diferentes que se combinam em várias sequências para formar proteínas. A sequência específica de aminoácidos determina a estrutura e função únicas de cada proteína.
Os 20 aminoácidos podem ser categorizados em dois grupos: aminoácidos essenciais e não essenciais. Os aminoácidos essenciais não podem ser sintetizados pelo corpo humano e devem ser obtidos através da dieta. Estes incluem histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptofano e valina. Os aminoácidos não essenciais, por outro lado, podem ser produzidos pelo corpo e incluem alanina, asparagina, ácido aspártico, ácido glutâmico, serina e outros.
A disposição dos aminoácidos em uma cadeia de proteínas é ditada pelo código genético no DNA de um organismo. Durante a síntese de proteínas, os ribossomos leem a sequência do mRNA e a traduzem em uma sequência específica de aminoácidos, que se dobram em uma forma tridimensional funcional, crítica para sua atividade biológica. Essa dobra pode ser influenciada por vários fatores, incluindo o ambiente químico e interações com outras moléculas.
As proteínas servem a diversas funções, incluindo a catálise de reações metabólicas (como enzimas), sinalização dentro e entre células, resposta imunológica e suporte estrutural. A diversidade das funções das proteínas surge da variedade de sequências de aminoácidos e das estruturas tridimensionais resultantes que elas adotam. Compreender os blocos de construção das proteínas é crucial em campos como bioquímica, biologia molecular e medicina, onde o conhecimento da estrutura e função das proteínas pode levar a avanços no design de medicamentos, engenharia genética e entendimento de diversas doenças.