كيف نصنع البروتينات؟

البروتينات هي جزيئات معقدة كبيرة تتكون من سلسلة من الأحماض الأمينية. وتحتاج كل خلية في الجسم إلى البروتينات للبقاء على قيد الحياة، لأنها ضرورية لإصلاح الأنسجة واستبدال الخلايا الميتة.

وتقوم بالعديد من الوظائف الأخرى، فضلا عن المساعدة على إصلاح الخلايا والإنتاج، بما في ذلك صنع الأجسام المضادة للمساعدة على مكافحة الأمراض، وتشكيل الإنزيمات التي تسرّع أو تحرّض التفاعلات الكيميائية، وتنفيذ عمليات التنسيق بداخل الجسم (عن طريق تنظيم الهرمونات، مثلا). وكذلك توفر البروتينات الدعم للخلايا وتشكل العناصر الهيكلية للجسم، مثل الأظافر والأسنان، فضلا عن تسهيل نقل بعض الجزيئات الصغيرة حول أجهزة الجسم المختلفة.

نقوم ببناء البروتينات باستخدام المعلومات المرمَّزة في شيفرتنا الجينية. تستخدم شيفرة الحمض النووي مجموعات من ثلاثة أحرف (مزيج من الحروف A، وG، وC وT) وبعد ذلك تقوم هذه المتواليات القصيرة، والتي تعرف بالثلاثيات أو الكودونات Codons، بترميز قوالب الرنا الرسول mRNA؛ والتي تُترجم بواسطة الريبوسومات الخلوية إلى أحماض أمينية.

ويتكون كل بروتين من مئات الآلاف من الأحماض الأمينية التي تنتظم في سلاسل طويلة. فهناك 20 نوعا مختلفا من الأحماض الأمينية التي يمكن التوليف بينها لبناء البروتين، علما بأن تسلسل الأحماض الأمينية هو ما يحدد البنية الفريدة الثلاثية الأبعاد لكل بروتين ووظيفته. ومع ذلك، فلا يمكن للجسم تصنيع جميع الأحماض الأمينية. وتسمى تلك التي نحتاج إلى أن نتناولها عن طريق طعامنا بالأحماض الأمينية الأساسية. وإذا كان ذلك ممكنا، فإن الجسم يقوم أيضا بحفظ الطاقة باستخدام الأحماض الأمينية المستخرجة من المواد الغذائية بدلا من إنتاجها بنفسه. وقد يسبب نقص البروتينات أمراضاً مثل الكواشيوركور Kwashiorkor (سوء تغذية البروتين والطاقة)، وهو أحد أشكال سوء التغذية الشائعة في المناطق الشديدة الفقر.