Biag​—Nakaskasdaaw a Ragup Dagiti Kadena

PINAMPANUNOTMO kadin a ti bagim ket maysa a ragup dagiti nagbabassit a kadena? Nalabit saan pay. Ngem kinapudnona, “uray iti kabassitan a napateg a pasetna,” kinuna ti libro a The Way Life Works, ti biag us-usarenna “ti kadena a mangurnos kadagiti aramidna.” Gapu iti dayta, mabalin a madangran unay ti salun-attayo no adda bassit la a depekto ti sumagmamano kadagitoy a kadena. Ania dagitoy a kadena? Kasano ti panagandarda? Ken kasano a nainaig dagitoy iti salun-at ken karadkadtayo?

Umuna iti amin, dagitoy dagiti kasla kadena a molekula nga adda iti dua a kangrunaan a grupo. Dagiti molekula nga usigentayo iti daytoy nga artikulo isu dagiti protina. Ti sabali pay ket ti DNA ken RNA​—dagiti molekula a mangipempen ken mangyallatiw iti genetiko nga impormasion. Siempre, agkanaig unay ti dua a grupo. Kinapudnona, maysa kadagiti kangrunaan a trabaho ti DNA ken RNA ket mangpataud iti nagadu a kita ti protina iti biag.

Dagiti Mangpapartak iti Reaksion, Guardia, ken Poste

Dagiti protina ti naidumduma unay kadagiti daddadakkel a molekula ti biag. Ti pamilia ti protina ket pakairamanan dagiti antibody, enzyme, mensahero, protina nga agibangon, ken agibiahe. Ti nagadu a kita ti antibody, wenno immunoglobulin, ti mangsarked kadagiti ganggannaet a mangraut a kas kadagiti bakteria ken virus. Tumulong ti dadduma a globulin tapno aglunit dagiti nadunor nga urat.

Dagiti enzyme ti mangpapartak kadagiti kemikal a reaksion, kas kadagidiay maus-usar iti panagtunaw. Kinapudnona, “no awan dagiti enzyme, mabisinankanton agsipud ta kasapulan ti 50 a tawen sakbay a matunaw ti gagangay a kinnanmo,” ilawlawag ti libro a The Thread of Life. Agsasaganad ti panagtrabaho dagiti enzyme, ket adda espesipiko nga annongen  ti tunggal protina. Kas pagarigan, ti enzyme a maltase runawenna ti asukar a maltose, a pagbalinen a dua a molekula ti glucose. Ti lactase runawenna ti lactose, wenno asukar iti gatas. Ti dadduma nga enzyme pagtitiponenda dagiti atomo ken molekula tapno mapataud dagiti baro a produkto. Ket nakaskasdaaw ti kapartak ti panangaramidda iti dayta. Ti maysa a molekula ti enzyme mapapartakna ti pannakaaramid ti rinibu a kemikal a reaksion iti kada segundo!

Dadduma a protina ti maklasipikar kas hormone ken agserbida kas mensahero. No mairuarda iti dara, mapapigsa wenno mapakapuyda ti aktibidad ti dadduma a paset ti bagi. Ti insulin, kas pagarigan, magutugotna dagiti selula a mangagsep iti glucose, ti gubuayan ti enerhiada. Dagiti pagibangon a protina kas iti collagen ken keratin ti kangrunaan nga elemento ti nalukneng ken mabembennat a tisyu, buok, kuko, ken kudil. Amin dagitoy a protina ti “kayarigan dagiti poste, awanan, plywood, semento, ken lansa ti selula,” kinuna ti The Way Life Works.

Dagiti agibiahe a protina kadagiti kulapot ti selula ti agserbi a bomba ken usok, isu a dagiti material ket makaruar ken makastrekda kadagiti selula. Kitaentayo no ania ti mangbukel kadagiti protina ken no kasano a dagiti arig kadena nga estrukturada ket nainaig iti panagandarda.

Kinarikut a Naibasar iti Kinasimple

Ti alpabeto ti kangrunaan nga elemento ti adu a pagsasao. Manipud iti dayta a listaan dagiti letra, mabukel ti sasao. Dagiti met sasao ti mangbukel kadagiti sentensia. Kadagiti molekula, kasta met la a prinsipio ti us-usaren ti biag. Nangipaay ti DNA iti pagsurotan nga “alpabeto.” Nakaskasdaaw ta daytoy nga “alpabeto” ket buklen ti uppat la a letra​—A, C, G, ken T, a simbolo ti adenine, cytosine, guanine, ken thymine​—dagiti base a kemikal wenno substansia a mangipaay iti agparis nga electron tapno agbalinda a kadena. Manipud kadagitoy uppat a base, ti DNA babaen ti ibaballaet ti maysa nga RNA, ti mangbukel kadagiti amino acid, a mabalin a mayarig kadagiti sasao. Ngem saan a kas kadagiti gagangay a sasao, agpapada dagiti amino acid nga addaan iti tallo a letra. “Dagiti mangbukel kadagiti protina” a maawagan iti ribosome, maisilpoda kadagiti amino acid. Dagiti naaramid a kadena, wenno protina, ket mabalin a mayarig kadagiti sentensia. Gapu ta ad-adu ti elementona ngem iti naisao wenno naisurat a sentensia, ti gagangay a protina ket mabalin nga addaan iti agarup 300 agingga iti 400 nga amino acid.

 Sigun iti maysa a libro, ginasut nga amino acid ti adda iti sangaparsuaan, ngem agarup 20 la a kita ti masarakan iti kaaduan a protina. Mabalin a maurnos dagitoy nga amino acid iti dandani nagadu a kombinasion. Usigem: No 20 la nga amino acid ti mangbukel iti kadena a 100 nga amino acid, dayta a kadena ket mabalin a maurnos iti nasurok a 10¹⁰⁰ a nadumaduma a wagas​—kayatna a sawen, 1 a sarunuen ti 100 a sero!

Sukog ken Panagandar ti Protina

Ti sukog ti protina ket napateg iti rebbengenna iti selula. Kasano a ti kadena dagiti amino acid impluensiaanna ti sukog ti maysa a protina? Saan a kas kadagiti nalukay a kalangkang a metal wenno plastik a kadena, adda anggulo a pagsisilpuan dagiti amino acid, isu a makapataudda kadagiti regular a padron. Kunam la no nakunikon a waya ti telepono wenno kulpi ti narunron a kawes ti kaasping dagitoy a padron. Kalpasanna, “makulpi,” wenno masukog dagitoy a padron tapno mabukel ti narikrikut ken agpaypayso nga estruktura. Saan a naiparna ti sukog ti protina. Kinapudnona, ti sukog ti protina ket napateg iti panagandarna, a nakadidillaw no adda rumsua a pakapilawan iti kadena dagiti amino acid.

No Adda Depekto iti Kadena

No adda depekto wenno di umiso ti panagkulpi dagiti protina iti kadena nga amino acid, mabalin a mangpataudda iti adu a sakit, a pakairamanan ti sickle-cell anemia ken cystic fibrosis. Ti sickle-cell anemia ket matawid a sakit, a mangdadael iti sukog ti molekula ti hemoglobin kadagiti nalabaga a selula ti dara. Ti maysa a molekula iti hemoglobin ket buklen ti 574 nga amino acid a naurnos iti uppat a kadena. Ti panagbalbaliw ti maysa la nga amino acid iti dua kadagiti uppat a kadena dadaelenna ti sukog ti hemoglobin isu a rumsua ti sakit a sickle-cell anemia. Kaaduan a cystic fibrosis ket gapu iti itataud ti protina nga agkurang iti amino acid a phenylalanine. Malaksid pay iti dayta, daytoy a depekto ti mangdadael  iti kinabalanse ti asin ken danum a kasapulan kadagiti kulapot ti bagis ken bara, isu a madadael ti kinabengbeng ken kinapigket ti marabuteg a balkut dagitoy.

Ti nakaro a kinakirang wenno kinaawan ti dadduma a protina ti pakaigapuan ti dadduma a sakit a kas iti albinismo ken hemophilia. Iti gagangay unay a kitana, rumsua ti albinismo, maysa a sakit gapu iti kurang a pagkolor a patauden ti bagi, no adda depekto wenno awan ti kangrunaan a protina a maawagan iti tyrosinase. Apektaran daytoy ti itataud ti melanin, kayumanggi a pagkolor a gagangay nga adda iti mata, buok, ken kudil ti tao. Tumaud ti hemophilia no bassit unay wenno awan ti protina a makatulong iti panagbalay ti dara. Kas pagarigan, dadduma a sakit a pakairamanan ti lactose intolerance ken muscular dystrophy wenno in-inut a panagkapuy dagiti masel ket gapu kadagiti adda depektoda a protina.

Maysa a Teoria Maipapan iti Mekanismo ti Sakit

Kadagiti kallabes a tawen, inusig a naimbag dagiti sientista ti maysa a sakit nga ipapan ti dadduma a nadadael a kita ti protina a naawagan iti prion. Sigun iti teoriada, rumsua ti sakit no maisinggalut dagiti adda depektona a prion kadagiti normal a protina a prion, isu a di umiso ti panagkulpi ti normal a protina. Agbanag daytoy iti “agsasaganad a reaksion a mangyakar iti sakit ken mangpataud iti baro a makaakar a material,” kinuna ti pagiwarnak a Scientific American.

Nalabit ti damo a pannakaammo ti publiko maipapan iti sakit a gapu iti prion ket idi dekada 1950 idiay Papua New Guinea. Adda sumagmamano a naiputputong a tribu a mangmangan iti lasag ti tao gapu iti narelihiosuan a kostumbreda isu a rimsua ti sakit a naawagan iti kuru. Dagiti sintomana ket kaasping dagiti sintoma ti Creutzfeldt-Jakob disease, ti manmano ngem makapapatay a sakit ti utek. Apaman nga insardeng dagiti naapektaran a tribu ti narelihiosuan a ritualda, dagus a bimmassit dagiti naaddaan iti kuru, ket ita dandani awanen dayta.

Nakaskasdaaw a Disenio!

Ngem makaparagsak ta dagiti protina ket gagangay a makulpi a siuumiso ken aramidenda ti annongenda buyogen ti nakaskasdaaw a kooperasion, kinaannayas, ken kinaeksakto. Naisangsangayan daytoy no panunotentayo nga adda nasurok a 100,000 a nagduduma a kita ti protina iti bagi ti tao, nga amin ket narikut a kadena a naurnos iti rinibu a kita ti kulpi.

Di pay unay nasukisok ti lubong dagiti protina. Tapno ad-adu ti masursuro dagiti managsukisok, nagimbentoda kadagiti adelantado a programa ti computer a mabalin a mangipakpakauna iti sukog dagiti protina a maibasar iti panagsasaganad ti amino acid. Nupay kasta, uray ti bassit nga ammotayo maipapan kadagiti protina ket nalawag a mangipasimudaag a saan laeng a nakaur-urnos dagitoy a “kadena ti biag” no di ket nakasirsirib met ti nangparsua kadagitoy.

[Kahon/Ladawan iti panid 27]

Dagiti “ZIP Code” Agpaay Kadagiti Protina

Tapno nabibiit a maitulod dagiti surat, ipaannurot ti adu a serbisio ti koreo ti pannakaisurat ti ZIP code iti adres ti tunggal surat. Nagusar ti Namarsua iti kasta met la a pamay-an tapno masigurado nga ammo dagiti protina ti turturongenda iti uneg ti selula. Napateg dayta a pamay-an no panunotem a dagiti selula ket lugar nga okupado unay ta aglaonda iti inggat’ maysa a bilion a protina. Nupay kasta, dagiti kaporporma a protina kanayon a mabirokanda ti pagtrabahuanda, gapu iti “ZIP code” ti molekula​—maysa nga espesial a kuerdas dagiti amino acid a linaon ti protina.

Idi 1999, nangabak iti premio Nobel ti biologo kadagiti selula a ni Günter Blobel gapu iti pannakatakuatna iti daytoy nakaskasdaaw a konsepto. Nupay kasta, nagtakuat laeng ni Blobel. Saan kadi nga ad-adu a dayaw ti rumbeng a maawat ti Namarsua kadagiti sibibiag a selula ken kadagiti nakaskasdaaw nga agkakanaig a molekulana?​—Apocalipsis 4:11.

[Diagram/Dagiti Ladawan iti panid 24, 25]

(Para iti aktual a pannakaurnosna, kitaem ti publikasion)

Kasano a mabukel dagiti protina?

Selula

1 Iti nukleo ti selula, ti DNA ket addaan kadagiti instruksion para iti tunggal protina

DNA

2 Aglukat ti maysa a paset ti DNA, ket maikabil dagiti impormasion ti gene iti maysa a mensahero nga RNA

Mensahero nga RNA

3 Dagiti ribosome​—“mangbasa iti mensahe, para sangal iti protina”​—dumket iti RNA

4 Dagiti umakar nga RNA awitenda dagiti amino acid nga ipan iti ribosome

Dagiti saggaysa nga amino acid

Dagiti umakar nga RNA

Ribosome

5 Bayat a “basaen” ti ribosome ti RNA, pagkokonektarenna ti saggaysa nga amino acid tapno naurnos ti panagbalinda a kadena​—ti protina

Dagiti protina ket buklen dagiti amino acid

6 Ti kasla kadena a protina ket masapul nga agkulpi a siuumiso tapno maaramidna ti obrana. Panunotem ti gagangay a protina a nasurok a 300 a “kalangkang” ti kaatiddogna!

Protina

Adda nasurok a 100,000 a nadumaduma a kita ti protina iti bagitayo. Naskenda iti biag

Dagiti antibody

Dagiti enzyme

Dagiti protina nga agibangon

Dagiti hormone

Agibiahe

[Diagram/Dagiti Ladawan iti panid 25]

(Para iti aktual a pannakaurnosna, kitaem ti publikasion)

Kasano nga ‘ispelingen’ ti DNA ti tunggal protina?

DNA G T C T A T A A G

Agus-usar ti DNA iti uppat laeng a “letra”: A, T, C, G

A T C G

Kopiaen ti DNA ti “ispeling” iti RNA. Us-usaren ti RNA ti U (uracil) imbes a ti T

A U C G

Tunggal tallo a letra ket ‘ispelingenna’ ti espesipiko a “sao” wenno amino acid. Kas pagarigan:

G U C = valine

U A U = tyrosine

A A G = lysine

Iti kasta tunggal maysa kadagiti 20 a gagangay nga amino acid ket mabalin a “maispeling.” Mapagsisilpo “dagiti sasao” tapno mapataud ti “maysa a sentensia”​—ti protina

[Diagram/Dagiti Ladawan iti panid 26]

(Para iti aktual a pannakaurnosna, kitaem ti publikasion)

Kasano a “makulpi” ti protina?

Mapagkakamang ti saggaysa nga amino acid tapno . . .

1 mapataud ti kadena, sa . . .

2 mabukelda nga agkukunikon, wenno agkakarenken, sa . . .

Agkukunikon

Agkakarenken

3 makulpi tapno mabukel ti narikrikut ken agpaypayso nga estruktura, a . . .

4 maysa la a seksion ti komplikado a protina

[Ladawan iti panid 26]

Daytoy inaramid ti computer a modelo ti paset ti protina a ribosome ket nadumaduma ti kolorna a mangipaganetget iti agpaypayso a kasasaad. Dagiti pakabuklanna maipamatmat babaen kadagiti kunikon (kawikaw) ken sinan pana (abbaba a paset a kasla nakulpi)

[Credit Line]

Ti Protein Data Bank, ID: 1FFK; Ban, N., Nissen, P., Hansen, J., Moore, P.B., Steitz, T.A.: Ti Kompleto nga Atomiko a Pakabuklan iti Dakkel a Yunit ti Ribosome a Napadakkel iti 2.4, Science 289 pp. 905 (2000)

[Picture Credit Line iti panid 24]

Kinopia a ladladawan: Manipud iti THE WAY LIFE WORKS ni Mahlon Hoagland ken Bert Dodson, copyright ©1995 ni Mahlon Hoagland ken Bert Dodson. Nausar babaen ti pammalubos ti Times Books, a dibision iti Random House, Inc.