Білки є важливими макромолекулами, які відіграють певну роль у біологічних процесах живих організмів. Вони беруть участь у майже всіх клітинних функціях, діючи як ферменти для полегшення біохімічних реакцій, забезпечуючи структуру через коллаген у тканинах і сприяючи транспорту через гемоглобін в крові. У серці білків знаходяться їх будівельні блоки, які називаються амінокислотами.
Амінокислоти — це органічні сполуки, які містять аміногрупу (-NH₂) та карбоксильну групу (-COOH). Вони з'єднуються між собою пептидними зв'язками для утворення довгих ланцюгоподібних структур, відомих як поліпептиди. Існує 20 різних стандартних амінокислот, які поєднуються у різних послідовностях для формування білків. Конкретна послідовність амінокислот визначає унікальну структуру та функцію кожного білка.
Ці 20 амінокислот можна категоризувати на дві групи: есенціальні та неесенціальні амінокислоти. Есенціальні амінокислоти не можуть бути синтезовані людським організмом і повинні бути отримані через дієту. До них входять гістидин, ізолейцин, лейцин, ліцин, метіонін, фенілаланін, треонін, триптофан і валін. Неесенціальні амінокислоти, з іншого боку, можуть бути вироблені організмом і включають аланін, аспарагін, аспарагінову кислоту, глутамінову кислоту, серин та інших.
Розташування амінокислот у ланцюзі білків визначається генетичним кодом у ДНК організму. Під час синтезу білків рибосоми читають послідовність мРНК і переводять її у специфічну послідовність амінокислот, що складається в функціонально важливу тривимірну форму, критично важливу для її біологічної активності. Ця фолдінг може бути змінена різними факторами, включаючи хімічне середовище та взаємодії з іншими молекулами.
Білки виконують різні функції, включаючи каталіз метаболічних реакцій (як ферменти), сигналізацію всередині та між клітинами, імунну відповідь та структурну підтримку. Різноманітність функцій білків виникає з різноманітності послідовностей амінокислот та отриманих тривимірних структур, які вони набирають. Розуміння будівельних блоків білків є вирішальним у таких сферах, як біохімія, молекулярна біологія та медицина, де знання про структуру і функцію білків можуть привести до досягнень у розробці лікарських засобів, генній інженерії та розумінню різних хвороб.