¿Por qué las proteínas están formadas por aminoácidos?

No estoy seguro de “de todas las cosas”; Prefiero pensar que son adecuados para la tarea. Si quieres un polímero, tienes que tener dos fines para el futuro, y para la biogénesis, y para el caso, más tarde, necesitas que el hombre sea soluble en agua, porque el agua es el disolvente de la vida. Eso efectivamente te obliga a tener un ácido carboxílico en un extremo y un alcohol o una amina en el otro extremo, y eso te dará un polímero de condensación. Como sucede, la amina es muy superior porque no obtienes el problema de los alcoholes de condensación con la entidad incorrecta, por ejemplo, azúcares. También necesita tener la posibilidad de una funcionalidad adicional, de formación de enlaces de hidrógeno, de considerable variedad para todas las funciones que se requieren, es necesario que las materias primas para los trabajadores estén disponibles, y finalmente deben ser tolerablemente fáciles de realizar. Los aminoácidos son los mejores para llenar estas necesidades.

Describí dos rutas por las que se podrían hacer aminoácidos en mi libro electrónico, Formación Planetaria y Biogénesis, pero básicamente son la reacción de los aldehídos con el cianuro de amonio y la aminación reductiva de los cetoácidos. También describí cómo estos precursores se hacen geoquímicamente y cómo surgieron los “pseudo lípidos” necesarios para las reacciones de condensación. El punto importante aquí es que habría una variedad de aldehídos, y el cianuro de amonio debería haber sido común para el primer Gy de la Tierra. Algunos de los aminoácidos más exóticos probablemente no surgieron inicialmente, al menos no en cantidades importantes. Puede observar que también se encuentran varios aminoácidos en algunas condritas carbonáceas, por lo que su formación geoquímica no es tan difícil. Tenga en cuenta que los primeros catalizadores eran casi con seguridad ribozimas, no enzimas, y la función inicial de los polímeros basados ​​en aminoácidos sería estructural.

Entonces, la respuesta directa a su pregunta es, porque los aminoácidos son razonablemente fáciles de formar a partir del procesamiento geoquímico de lo que debería haber sido acumulado por la Tierra, porque cuando están encerrados en micelas o vesículas se condensan y hacen los trabajos iniciales requeridos, es decir, Fortalecer las paredes celulares emergentes y proporcionar canales para que ingresen nuevas materias primas. Más tarde, el mejor rendimiento de las enzimas significó que la condensación de aminoácidos se volvió aún más importante. Sin embargo, no surgieron por casualidad; la probabilidad de formar algo útil por casualidad es demasiado baja. Emergerían cuando el ARN desarrollara la capacidad de codificar la condensación de aminoácidos.

Porque las proteínas deben ser muy diversas (hay más de 19,000 genes diferentes que codifican proteínas en los humanos) para fabricar todos los químicos, reguladores y estructuras necesarios para funcionar bien. El hecho de que haya 21 aminoácidos diferentes en humanos permite una tremenda diversidad funcional. Además de la diversidad de las proteínas individuales, también existe una superposición enorme y compleja de diversas modificaciones de proteínas que incluyen fosforilación, glicosilación, ubiquitinación, nitrosilación, metilación, acetilación, lipidación y proteólisis habilitada por los diferentes grupos funcionales en aminoácidos.

Los aminoácidos son una buena columna vertebral para un polímero, son direccionales y tienen una variedad de diferentes grupos R que cambian sus propiedades químicas. También me imagino que los aminoácidos son una sustancia disponible al principio de la evolución de la vida. Pude imaginar otros enlaces entre los monómeros que un enlace peptídico, del mismo modo que podía imaginar la bioquímica trabajando con diferentes grupos R. Sin embargo, los aminoácidos sin duda cumplen el papel y permiten una inmensa variación de proteínas.

Porque si no lo fueran, no serían proteínas, los aminoácidos son fácilmente metaestables en los organismos vivos, por lo que la conveniencia será un factor importante.

Así es como sucedió.