sekundaarirakenteita

Sekundaarirakenteita tarkoittaa makromolekyylien, erityisesti proteiinien ja RNA:n, paikallisia järjestelyjä, jotka muodostuvat pääasiassa sidosvuorovaikutusten kautta. Ne määrittelevät ketjujen paikallisia muotoja ja voivat vaikuttaa koko kolmiulotteiseen rakenteeseen sekä biologisiin toimintoihin. Sekundaarirakenteet ovat usein välivaiheita kohti funktionaalista, kolmiulotteista (tertiääristä) rakennetta.

Proteiinien sekundaarirakenteet muodostuvat pääasiassa peptidiketjun välillä syntyvistä vetysidoksista. Yleisimmät rakenteet ovat alfa-heliksi (alfa-helices), joissa aminohappojen N-H ja C=O ryhmien väliset vetysidokset ylläpitävät kiertymää, sekä beta-levyt (beta-sheets), joissa ketjut asettuvat rinnakkain ja muodostavat vetysidoksia toisiinsa. Myös 3-10-heliksiä esiintyy. Nämä rakenteet antavat proteiineille kiinteän topologian ja toimivat rakennuspalikoina kolmiulotteisessa konformaatiossa sekä toimintojen, kuten sitoutumisen ja katalyysin, kannalta.

RNA:n sekundaarirakenteet muodostuvat nukleotidien välistä täydellisen tai likimääräisen komplementaarisen base pairing - yhdistämisestä. Yleisiä rakenteita ovat hiuslenkit (stem-loop), varret (stems), sisäiset silmukat sekä pseudoknotit. Base pairing tapahtuu yleisimmin GC-, AU- ja GU-wobble -paresilla, ja rakenteet voivat vaihtua solun tilan mukaan. Sekundaarirakenteet vaikuttavat RNA:n stabiilisuuteen, tunnistettavuuteen ja toimintaan, kuten ribosomien tai RNA-säätöelementtien vuorovaikutuksiin.

Tutkimuksessa sekundaarirakenteita analysoidaan kokeellisesti (esim. X-ray, NMR, cryo-EM) ja laskennallisesti (prediktio, vertaileva sekvenssianalyysi, dot-bracket -merkintä). Ne muodostavat perustan ymmärtäessä proteiinien ja RNA:n tilaa, dynamiikkaa ja toimintaa.