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इन दोनों बायोमोलेक्यूल समूहों में अमीनो एसिड चेन होती है, जिसमें एकमात्र अंतर लंबाई होता हैः पेप्टाइड्स में दो (डाइपेप्टाइड्स) से लेकर लगभग 50 (पॉलीपेप्टाइड्स) अमीनो एसिड अवशेष होते हैं,जबकि प्रोटीन पॉलीपेप्टाइड हैं जो उस आकार से परे फैला हुआ है.

पेप्टाइड सभी जीवित जीवों द्वारा उत्पादित होते हैं और उनकी अमीनो एसिड संरचना के आधार पर कई पहचान और कार्य मानते हैं, जिनमें शामिल हैंः

• एंटीबायोटिक/एंटीफंगल
• जहर
• कैंसर संबंधी
• प्रतिरक्षा/ज्वलनशील
• न्यूरोकेमिकल
• अंतःस्रावी
• हृदय रोग
• गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल
• गुर्दे
• श्वसन

इन प्रणालियों के भीतर कई अन्य भूमिकाओं पेप्टाइड खेलने के अलावा, वे अंतरकोशिकीय संचार के एजेंटों के रूप में पहचाने गए हैं।सेक्रेटेड पेप्टाइड्स को प्राप्त करने वाली कोशिकाओं के झिल्ली के माध्यम से लिया जाता है जहां वे अपनी मूल कोशिकाओं की शारीरिक रसायन संबंधी स्थितियों के बारे में जानकारी देते हैंएक ही जीव में ऐसे कई सिग्नल पेप्टाइड मौजूद हो सकते हैं; उदाहरण के लिए, फूलों वाले पौधे Arabidopsis thaliana के पूरी तरह से अनुक्रमित जीनोम में,1000 से अधिक संभावित संकेत पेप्टाइडों की पहचान की गई है, उनमें से अधिकांश अभी तक वर्णित नहीं हैं।

प्रोटीन पॉलीपेप्टाइड होते हैं जो लंबे और जटिल होते हैं ताकि वे तीन आयामी ढांचे का निर्माण कर सकें और छोटे पेप्टाइडों की तुलना में अधिक परिष्कृत कार्य कर सकें।लिपिड और न्यूक्लिक एसिड, प्रोटीन को एक या अधिक मौलिक जैविक प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक पदार्थों के रूप में निर्दिष्ट किया जाता है।

अपने छोटे पेप्टाइड समकक्षों की तरह, प्रोटीन अपने अमीनो एसिड अनुक्रम और संरचना पर निर्भर कई प्रकार के कार्य करते हैं।प्रोटीनों की संरचना को समझना आवश्यक है कि वे इतने विविध कार्य कैसे कर सकते हैं, तैराकी बैक्टीरिया द्वारा उपयोग किए जाने वाले फ्लैगेल को बनाने से लेकर स्तनधारियों में रक्त शर्करा के स्तर को विनियमित करने तक।

प्रोटीन संरचना को चार स्तरों पर परिभाषित किया गया हैः

• प्राथमिक संरचना एक प्रोटीन का आरंभ से अंत तक (एन-टर्मिनस से सी-टर्मिनस) अमीनो एसिड अनुक्रम है
• माध्यमिक संरचना तब बनती है जब श्रृंखला के साथ अमीनो एसिड बातचीत करते हैं ताकि श्रृंखला गैर-रैखिक आकारों में झुक जाए या तह हो (जैसे α हेलिक्स और β pleated शीट)
• एक प्रोटीन की तृतीयक संरचना एक अमीनो एसिड श्रृंखला से जुड़े आर-समूहों के बीच बातचीत (जैसे आयनिक बंधन, हाइड्रोजन बंधन, डिसल्फाइड ब्रिज और हाइड्रोफोबिक बातचीत) से होती है।
• चतुर्धातुक संरचना बहु-पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं वाले प्रोटीनों या उप-इकाइयों पर लागू होती है, जो एक एकल प्रोटीन बनाने के लिए एक साथ जुड़ते हैं (जैसे हेमोग्लोबिन, चार अलग-अलग उप-इकाइयों से बना)