A cache by 96Loki Message this owner

Hidden : 9/23/2025

Difficulty:

Terrain:

Size: Size: small (small)

Join now to view geocache location details. It's free!

Watch

How Geocaching Works

Please note Use of geocaching.com services is subject to the terms and conditions in our disclaimer.

Geocache Description:

Na úvodních souřadnicích kešku nehledejte, nachází se tam však Vysokou školu chemicko-technologickou, kde se biochemie přednáší. Poblíž též najdete Ústav organické chemie a biochemie AV ČR. K získání finálních souřadnicí budou stačit zcela elementární biochemické znalosti.

ENGLISH: Scroll down for the English listing.

Úvod

Bílkoviny jsou jedním ze základních stavebních bloků života na Zemi. Ale z čeho přesně se skládají a jak vypadají?

Bílkoviny neboli proteiny se skládají z takzvaných „aminokyselin“. Aminokyseliny jsou na sebe navázány do dlouhého řetězce, podobně jako korálky na šňůrce. Život na Zemi využívá na tvorbu bílkovin celkem 20 různých aminokyselin. Ano – bílkoviny všech živých tvorů se skládají z těch stejných dvaceti, ať už jde o člověka, psa, žížalu, tulipán nebo bakterii! Podle toho, v jakém pořadí jdou aminokyseliny v bílkovině za sebou, se řetězec různě kroutí a otáčí, čímž bílkovina získává svůj charakteristický tvar, na základě kterého může plnit určitou funkci. Bílkoviny mají v těle nespočet funkcí – některé urychlují chemické reakce (takové bílkoviny se nazývají „enzymy“), některé drží buňky pohromadě, jiné přenášejí kyslík a umožňují dýchaní (například hemoglobin), další zase ovlivňují DNA a některé fungují jako hormony (například inzulin). Kvůli této velké různorodosti je důležité dobře rozumět funkci každé bílkoviny, což souvisí s jejím tvarem a tedy i se sekvencemi aminokyselin, které danou bílkovinu tvoří.

Existuje tedy 20 různých aminokyselin, z nichž se bílkoviny skládají. Všechny aminokyseliny sdílejí základní „kostru“, ale liší se tzv. „postranním řetězcem“. A právě ten je zodpovědný za jejich vlastnosti a chování. Nebudeme zacházet do příliš velkých podrobností, ale některé aminokyseliny jsou hydrofilní (rády interagují s vodou), jiné hydrofobní (s vodou se nemají rády, téměř jako olej), některé jsou kladně nebo záporně nabité, některé ve své struktuře obsahují síru. Aminokyseliny vypadají následovně:

Na obrázku je vždy znázorněna aminokyselina, přičemž její postranní řetězec je zvýrazněn modrým pozadím. Pod aminokyselinou vidíte její název a pod ním v závorce její třípísmennou a jednopísmennou zkratku. Aminokyseliny jsou nakreslené pomocí zjednodušeného vzorce, kde každý „ohyb“ nebo „křižovatka“ představuje jeden atom uhlíku. Atomy dusíku jsou vyznačeny modře chemickým symbolem N, atomy kyslíku červeným symbolem O a atomy síry jsou vyznačené žlutým symbolem S. (Atomy síry mohou být hůř viditelné – nacházejí se v aminokyselinách cysteinu a metioninu.) Na obrázku jsou aminokyseliny řazeny na základě podobnosti jejich postranních řetězců, aby se vám dobře vyhledávaly.

Bílkoviny mají běžně 100-300 aminokyselin, některé jich mají i 700 a více. Aby si biochemici ulehčili práci, pro každou aminokyselinu si vymysleli zkratku, aby mohli jednoduše zapsat sekvenci bílkoviny a nemuseli pokaždé vypisovat celý seznam aminokyselin (a že by byl dlouhý!). Při luštění finálních souřadnic budeme používat jednopísmenné zkratky aminokyselin. Vaší úlohou je rozklíčovat bílkovinovou sekvenci, tedy na základě postranních řetězců zjistit, o které aminokyseliny jde a přiradit jim jejich jednopísmennou zkratku.

Příklad

Kdybychom chtěli například zjistit, o jakou sekvenci jde na obrázku níž, podíváme se na postranní řetězce. Sekvenci budeme číst směrem shora dolů. Zjistíme, že jde o tento sled: threonin, glutamát, serin, threonin. Když se podíváme na jednopísmenné zkrakty těchto aminokyselin, můžeme tuto sekvenci zapsat jako „TEST“. To je výrazně pohodlnější zápis, ne? 😊 Všimněte si, že nezáleží na otočení postranního řetězce – v případě první a poslední aminokyseliny jde o treonin, i když je zrcadlově převrácený. Záleží tedy pouze na tom, o jaké atomy jde (uhlík, kyslík, dusík, síra) a jak jsou propojené, nikoli na jejich natočení.

V seznamu aminokyselin si můžete všimnout, že některá písmena chybí – konkrétně chybí písmena B, J, O, U, X a Z. Naopak tam jsou některá písmena, která v češtině běžně nepoužíváme. Při řešení interpretujte písmeno Q jako písmeno O a písmeno W interpretujte jako U.

Jak na keš?

Na obrázku níže je krátká bílkovina, jejíž sekvenci je potřeba rozluštit.

Keška se nachází na souřadnicích N 50° 06.???′ E 14° 23.???′, přičemž chybějící číslice najdete právě v sekvenci bílkoviny.

Poznámka

Chemici a biochemici laskavě prominou opomenutou stereochemii. 😊

První obrázek je převzatý z https://www.chemistryworld.com/news/explainer-why-have-protein-design-and-structure-prediction-won-the-2024-nobel-prize-in-chemistry/4020309.article a jeho autorem je Johan Jarnestad z The Royal Swedish Academy of Sciences.

ENGLISH:

Proteins are one of the building blocks of life on Earth. But what exactly are they composed of and what do they look like?

Introduction

Proteins are composed of so-called “amino acids”. Amino acids are bound together into a long chain, sort of like beads on a string. Life on Earth uses a total of 20 amino acids to make proteins. Yes – proteins of all living organisms are composed of the same twenty, whether they come from humans, dogs, earthworms, tulips, or bacteria! Depending on the order in which amino acids appear, the chain bends and twists, giving the protein its characteristic shape, which allows it to perform a specific function. Proteins can have innumerable functions – some proteins accelerate chemical reactions (we call such proteins “enzymes”), some hold cells together, others move around oxygen and allow breathing (such as hemoglobin), others influence the DNA, and some function as hormones (e.g. insulin). Because of this variety, it is important to understand the function of each protein, which is related to its shape and thus the amino acid sequence.

There are 20 different amino acids from which proteins are made. All amino acids share the same “backbone” but differ in their so-called “side chains”. This side chain is responsible for their properties and behavior. We will not go into too much detail, but some amino acids are hydrophilic (they like to interact with water), some are hydrophobic (they try to avoid water, almost like oil), some are positively or negatively charged, some contain sulfur. Amino acids look as follows:

In the picture, you can see the amino acids with their side chain highlighted in blue. Below each amino acid is its name and its three- and one-letter code. Amino acids are drawn using skeletal formulas, where each “bend” or “intersection” represents one carbon atom. Nitrogen atoms are colored blue and denoted by the chemical symbol N, oxygen atoms are denoted by the red symbol O and sulfur atoms are denoted by the yellow symbol S. (Sulfur atoms are parts of the amino acids cysteine and methionine.) Amino acids are sorted by the similarities in their side chains so that they are easier to look up.

Proteins typically consist of 100-300 amino acids, some of them can even have 700 or more. Biochemists have thus devised codes to write down sequences to make their jobs easier, so they do not have to write down the whole list of amino acids every time (and that list could get very long!). When solving for the final coordinates, use the one-letter codes for amino acids. Your task is to decipher the protein sequence below, which means you have to correctly identify the side chains of the amino acids and then assign the one-letter codes.

Example

If we want to find the sequence of the protein below, we look at the side chains. We will read the sequence from top to bottom. We will find these amino acids: threonine, glutamate, serine, threonine. If we write this using the one-letter codes, we get the sequence “TEST”. And that is much more convenient, isn’t it? 😊 Notice that it does not matter which way the side chain is oriented – both the first and the last amino acid is threonine, even though it is mirrored. We only need to know which atoms are present (carbon, oxygen, nitrogen, sulfur) and how they are connected, but their orientation is irrelevant.

You can also notice that the list of amino acids is missing certain letters – specifically, B, J, O, U, X, and Z are missing. When deciphering, interpret Q as the letter O and W as the letter U.