علت کشسانی تار عنکبوت

همه ی ما با تار عنکبوت آشنایی داریم و میدونیم ریسمان های نازک  تارعنکبوت در عین نازکی دارای استحکام محکمی هستن و این استحکام زیاد به خاطر خاصیت کشسانی آن است درواقع نکته جالب توجه آن است که تار عنکبوت از جنس پروتئین بوده و سرشار از اسید های آمینه ی آلانین و گلاسین است که به صورت صفحات بتا کنار هم  قرار گرفته اند صفحات بتا جز ساختارهای دوم پروتئین حساب میشوند.

پروتئین ها دارای چهار ساختار توپولوژیکی هستند که هرکدام ویژگی های خاص خود را دارند ساختار اول پروتئین همان زنجیره ای از اسید های آمینه است که با پیوند های کوالانسی بنام پیوند پپتیدی بهم متصل شده و یک زنجیره پلی پپتیدی را ایجاد میکنن .

ساختار دوم پروتئین دارای دوشکل الفا هلیکس و صفحات بتا است که بخاطر پیوند های هیدروژنی درون مولکولی شکل گرفته اند.

انواع ساختار دوم به صورت زیر تقسیم بندی میشوند:

ساختار آلفا هلیکس و صفحات بتا

ساختار الفا هلیکس به صورت یک زنچیره به دور خود پیچ خورده و صفحات بتا به ضورت صفحات روی هم دیگر است درست مثل کاغذ هایی که روی هم قرار گرفته اند که ساختار تار عنکبوت دارای صفحات بتا است .

ساختار سوم پروتین به علت گرد همایی ساختار دوم به طور فشرده و تبدیل شدن به یک شکل سه بعدی خاص است که علت این دگر شکل شدن و ایجاد یک ساختار سه بعدی به علت نیرو های آب گریز است.

ساختار چهارم پروتئین هم به علت گردهمایی چند ساختار سوم شبیه بهم برای یک فعالیت مشترک است که نیروی تکیل دهنده این ساختار هم نیرو های آب گریز هستن.

اما علت کشسانی ساختار دومی مثل تار عنکبوت چیست ؟ درواقع خود ساختار دوم همانطور که گفته شد از پیوند های هیدروژنی درون مولکولی ساختار اول شکل گرفته و خود ساختار اول هم از اسید های امینه ساخته شده است پس این ویژگی یعنی خاصیت کشسانی تار عنکبوت به مولکول های تشکیل دهنده پروتئین یعنی اسید های آمینه برمیگردد در واقع ما در طبیعت 20 نوع اسید امینه داریم که از کنار هم قرار گرفتن این 20 نوع اسید امینه به صورت های گوناگون انواع پروتئین ها شکل میگیرند.

در بین این 20 اسید آمینه تار عنکبوت سرشار از گلایسین و آلانین است و هردو در ساختار دومی مشاهده میشوند که به آن ساختار های فرا ثانویه یا فوق دوم میگیم این ساختار های فراثانویه انواع گوناگونی دارند اما معروف ترین آن بتا ترن است از کلمه بتا میتوان فهمید که داریم درمورد صفحات بتا صحبت میکنیم و از کلمه turn (ترن) به معنی خمیدگی متوجه این موضوع خواهیم شد که حتما قراره در ساختمان بتا یک خمیدگی داشته باشیم.

اسید آمینه گلایسین در بیوشیمی به عنوان یک اسید امینه قابل انعطلف شناخته شده به طوری که وجود آن در هر ساختاری باعث انعطاف پذیری زیاد ساختار میشود و  در ساختار های فرا ثانویه ای مثل بتاترن وجود دارد درست همان جایی که ساختار دوم بتا میخواد پیچ بخورد یا خمیده شود نیاز به گلایسین دارین اما اسید آمینه آلانین یک اسید امینه خنثی بوده و برای اینکه اسید آمینه ای با ویژگی فیزیکی خاصی در ساختار قرار ندیم از آلانین استفاده میکنیم .

در حقیقت آلانین وجودش تنها برای ایجاد فاصله بین اسید های امینه دارای خاصیت های فیزیکی است تا به نحوی کنار هم قرار نگیرن یا زیاد کنار هم قرار نگیرن فرض کنید 6 اسید آمینه گلاسین کنار هم باشند یا این 6 اسید امینه به دو دسته ستایی تبدیل شده و مابین آنها آلانین قرار گرفته باشد طبیعی است که 6 گلایسین پشت هم انعطاف پذیر تر از دو دسته ی ستایی است در هر صورت تار عنکلوت غنی از آلانین و گلایسین بوده و همین گلایسین زیاد در تار عنکبوت به آن خاصیت کشسانی داده است.