כל האורגניזמים החיים מורכבים מחלבונים, שהם שרשראות של קבוצות ספציפיות של חומצות אמינו המקושרות זו לזו באמצעות קשרים כימיים. סינתזת חלבונים מתחילה בתאים שבהם חלבונים מבצעים את כל התהליכים הביולוגיים המקיימים חיים. חומצות אמינו, הנקראות גם אבני הבניין של חלבון, מתחלקות לשלוש קטגוריות: חומצות אמינו חיוניות, שהגוף אינו יכול לייצר, וחומצות אמינו לא חיוניות ומותנות, שהגוף יכול לסנתז. על פי נתוני אוניברסיטת אריזונה, ייצור חלבונים חיוני כל כך להישרדות, אם לא מתקבלת כמות מספקת של חומצת אמינו חיונית אחת בלבד מהמזון, הגוף לוקח את החומצה האמינית הזו מרקמת שריר ומקורות חלבון אחרים בגוף.
ייצור חלבונים
הדם מכיל אספקה מתמדת של כימיקלים של חומצות אמינו כדי למלא את הצורך המתמשך של הגוף בחלבון. הוראות להכנת מולקולות חלבון מקודדות ב- DNA של גנים. הסבר בפשטות, ייצור חלבונים מתרחש בתא כאשר מולקולות DNA מעבירות את הקוד הגנטי להרכבת חומצות אמינו למולקולות אחרות - RNA וריבוזומים. לאחר קריאת המידע, הבנייה מתחילה בחומצות אמינו ספציפיות המסודרות ברצף מתאים לבניית כל מולקולת חלבון בהתאם לתפקוד שהיא תשרת.
חומצות אמינו חיוניות
תשע חומצות האמינו החיוניות כוללות היסטידין, איזולאוצין, לוצין, ליזין, מתיונין, פנילאלנין, טרונין, טריפטופן וואלין. פנילאלנין מייצר טירוזין, חומצה אמינית לא חיונית. הגוף אינו יכול לייצר חומצות אמינו חיוניות; הם מתקבלים מתוצרי הלוואי המטבוליים של עיכול חלבון. המקורות התזונתיים הטובים ביותר לחומצות אמינו הם חלבונים על בסיס בעלי חיים, כמו בשר, ביצים או מוצרי חלב, מכיוון שהם כל אחד מכיל את כל חומצות האמינו החיוניות. חומצות אמינו נמצאות גם במזונות על בסיס צמחים, כולל ירקות, שעועית, דגנים, אגוזים וזרעים. עם זאת, יש לשלב מקורות צמחיים מכיוון שהם אינם מכילים את כל חומצות האמינו החיוניות. דוגמא לכך היא אורז ושעועית, היוצרים חלבון שלם כשמשלבים אותם.
חומצות אמינו לא חיוניות
בנוסף לחומצות אמינו הנגזרות מטבוליזם של חלבון, כימיקלים הנמצאים בגוף משמשים לייצור חומצות אמינו לא חיוניות. חומצות אמינו לא חיוניות כוללות אלנין, אספרגין, חומצה אספרטית וחומצה גלוטמית.
חומצות אמינו מותנות
הגוף מייצר גם חומצות אמינו לא חיוניות מותנות. על פי חומצה אמינית בקבוצה זו יש צורך רק כאשר הגוף חולה או לחוץ, על פי המכללה לרפואה באוניברסיטת דרקסל. חומצות אמינו מותנות כוללות ארגינין, ציסטאין, גלוטמין, טירוזין, גליצין, אורניטין, פרולין וסרין.
פונקציות של חלבון
חלבונים ממלאים תפקיד מרכזי כמעט בכל הפונקציות הסלולריות. חלבוני נוגדן מספקים הגנה מפני חיסון. החלבונים אקטין ומיוזין מסייעים לתנועה והתכווצות של שרירים, כולל שריר הלב, כך על פי המכללה האימפריאלית בלונדון, מכון הלאומי לב ולריאות. נשאי חלבונים מסייעים בהובלת מולקולות, כמו המוגלובין בדם, המספק חמצן לרקמות בגוף. חלבון ממלא גם תפקיד בגידול העצם ותיקון רקמות, כמו שרירים. הרצועות, האיברים, הבלוטות, הציפורניים והשיער עשויים מחלבונים. אנזימים הם מולקולות חלבון המשמשות כזרז בעיכול ובתפקודים חיוניים. הורמונים מסוימים הם חלבונים, כמו אינסולין, המווסת את רמת הסוכר בדם. תאים בבלוטת יותרת המוח מייצרים הורמון חלבון, השולט בגדילה ובמטבוליזם.
