Protein Aileleri

Protein ailesi, ortak bir genetik atadan evrimleşmiş proteinler grubudur. Bu proteinlerin üç boyutlu yapılarında ve gerçekleştirdikleri işlevlerde benzerlikler vardır. Bir aile içindeki proteinlere homologlar denir.

Aynı tür içinde evrimleşmiş homolog proteinlere paraloglar, farklı türlerdeki homolog proteinlere ise ortologlar denir. Üst aile, bir protein ailesindekinden daha uzak bir ortak atadan evrimleşmiş iki veya daha fazla aileden oluşur. Bir üst ailedeki proteinlerin yapı ve işlevlerinde büyük varyasyonlar vardır.

Protein aileleri, bilinen bir amino asit dizisine sahip ancak şekli veya işlevi bilinmeyen bir proteinin işlevi hakkında bir hipotez geliştirmemize yardımcı olabilir. Bu bilinmeyen proteinin üç boyutlu yapısını tahmin etmek ve işlevini belirlemek için, ailedeki diğer proteinlerle karşılaştırılabilir. Protein aileleri, genellikle bir organizmadaki genetik mekanizmalar bir genin fazladan bir kopyasını oluşturduğunda, yani gen duplikasyonu yoluyla oluşur.

Gen dizileri, genetik atalarından farklı amino asit dizilerini kodladığından, genin orijinal kopyası ve ikinci kopyası mutasyona uğrayabilir ve işlev bakımından farklılaşabilir. Bir aile içindeki proteinlerin dizi özdeşliği 30 kadar düşük bir değere sahip olabilir. Yani, amino asit birincil dizisinin yalnızca 30'u özdeş olabilir.

Bununla birlikte, genel protein yapısı ve protein içindeki bölgeler genellikle inanılmaz derecede benzerdir. Örneğin, hemoglobin ve miyoglobin, gen duplikasyonu ile evrimleştiği düşünülen proteinlerdir. Hemoglobinin alfa ve beta alt birimlerinin amino asit dizisi özdeşliği yalnızca 49'dur;ancak ikincil ve üçüncül protein yapısında aynı genel modele sahiptirler, yani alfa sarmallarının konumları ve amino asit zincirlerinin dönüşleri benzerdir.

Hemoglobin alfa alt birimi ve miyoglobin'in dizi özdeşliği yalnızca 26'dır, ancak onlar da benzer ikincil ve üçüncül yapılara sahiptirler. Bu homolog proteinler, oksijen bağlayıcı bir protein ailesinin üyeleri olduğundan, her üç protein de oksijeni bir hem grubu aracılığıyla bağlayabilir.