Составными элементами белков являются аминокислоты. Они состоят из атомов водорода, кислорода, азота и углерода, а также, в небольших количествах, из атомов серы, фосфора, железа, цинка, меди и других элементов, объединенных также строго определенным образом.

Аминокислот на Земле примерно 240 видов, но в формировании белков всех живых организмов, участвуют всего 20 из них.

Каждый отдельновзятый вид белка образован определенным количеством аминокислот этих 20 видов, расположенных в строго определенной последовательности. Использование небольшого количества аминокислот в реальности не ограничивает разнообразия белков. И возможно это благодаря тому, что в структуре того или иного вида белка объединены в единую цепь огромное количество молекул аминокислот. Учитывая то, что из цепочки, состоящей из всего лишь 5 аминокислот может быть образовано более 3 млн видов белка, а цепочка, состоящая из 100 молекул аминокислот имеет 10^>130 вариантов, аминокислот в количестве 20 единиц оказывается более чем достаточно.

Аминокислоты, будучи составными элементами белков, сами также являются составными молекулами. Все они состоят из двух частей. Одна часть у всех у них одинакова. Эта часть необычна по своей структуре – в ней присутствует одновременно два противоположных по свойствам элемента, один из которых представляет собой кислоту, другой основание. Благодаря чему аминокислоты могут взаимодействовать как с кислотами, так и с щелочами, что, в свою очередь, является причиной их способности объединяться в огромные комплексные молекулы. Другая часть, называемая радикал или остаток, у всех аминокислот разная. В радикалы одной половины из них включены группы атомов, способных взаимодействовать с молекулами воды или образовывать с ними водородные связи, в результате чего они обладают гидрофильными свойствами, то есть хорошо растворяются в воде, радикалы другой половины наделены гидрофобными, водоотталкивающими свойствами, по причине чего они плохо или вовсе не растворимы в воде. И те, и другие свойства радикалов участвуют в формировании структуры белков.

Для образования белковых молекул соединение аминокислот происходит по общему для всех них принципу, через ту часть, которая у всех аминокислот одинакова. Сопровождается это соединение выделением молекулы воды, которая образуется из атомов водорода и кислорода соседних аминокислот. В результате этого освобождаются валентности, что позволяет крайнему атому углерода одной аминокислоты быть в соединении с атомом азота другой, соседней, аминокислоты. Благодаря этому между аминокислотами существует прочная ковалентная связь, называемая пептидной связью.

Все аминокислоты делятся на правосторонние D-аминокислоты и левосторонние L-аминокислоты. К числу особенностей белковых молекул живых организмов относится то, что в их составе находятся только L-аминокислоты.

Таким образом, каждый отдельновзятый вид белка в итоге состоит:

во-первых, из строго определенного количества аминокислот,

во-вторых, только из аминокислот определенных видов,

в-третьих, которые объединены в строго определенной последовательности,

в-четвертых, аминокислот только 20 избранных видов,

в-пятых, только L-формы,

и в-шестых, соединенных друг с другом только пептидной связью.

Каждая молекула белка содержит в среднем от нескольких десятков, до нескольких десятков тысяч молекул аминокислот, объединенных между собой с соблюдением всех вышеперечисленных условий. При этом каждый вид белка выполняет свои строго определенные функции. Отсутствие в любой живой клетке хотя бы одного, из существующих в строении данного вида организмов, белка приводит к ее нежизнеспособности.