Ми споживаємо білки з їжею, але до нашого організму потрапляють не вони, а амінокислоти, з яких білки побудовані. Із цих амінокислот ми будуємо власні білки. А зайві амінокислоти (ті, які не були використані для побудови наших білків) переробляються на глюкозу або утилізуються іншими способами. Якщо у нас і без того багато глюкози, та додаткова глюкоза, яка виробляється з білків (так само, як і всі надлишки глюкози) переробляється на жири, які накопичуються у нашій жировій тканині.
Білки (протеїни) – це довгі ланцюжки амінокислот, які закручені у складні просторові структури. У білку важлива як послідовність амінокислот, так і просторова структура їх ланцюжка.
В живих організмах частина білків виконує функції структурних елементів, як, наприклад, колаген, який утворює з'єднувальні тканини, зв'язки і сухожилля, входить до складу кісток і шкіри (насправді, це не один білок, а ціла група різних білків з різними властивостями, аж 28 різних типів колагену).
Значна кількість білків є нано-машинами. Вони виконують певні функції. Наприклад, спеціальні білки у м'язах забезпечують скорочення м'язів при отриманні клітинами відповідних сигналів. Спеціальний білок гемоглобін транспортує кисень до клітин організму і забирає в них вуглекислий газ. Певні білки у мембранах клітин реагують на гормональні і інші хімічні сигнали (є рецепторами). Частина гормонів є білками (а решта є стероїдами). Ензими – це білки, які забезпечують певні біохімічні реакції. Усі ці нано-машини потребують енергію для своєї роботи, і вони отримують її із молекул АТФ.
Оскільки білки – це "машини", допуск таких "машин" з іншої "фабрики" на нашу, тобто, білків з інших організмів у наш організм, може становити небезпеку. А деякі з них (наприклад, деякі білки вірусів і бактерій) спеціально сконструйовані як "машини війни", зброя для нападу на наш організм. Саме цьому ми не засвоюємо білки з їжі, а натомість, розбираємо їх на "запчастини" і засвоюємо саме їх, тобто, амінокислоти. А поява будь-якого чужорідного білка у нашому організмі сприймається імунною системою як сигнал тривоги. Проте, деякі більш прості білки майже або повністю однакові у всіх організмах певного біологічного виду або навіть кількох видів. Але навіть такі проеїни розбираються на амінокислоти при споживанні про всяк випадок.
Амінокислоти є органічними молекулами, які складаються з атомів вуглецю, водню, азоту і кисню. Всього відомо близько 500 різних амінокислот. Окрім того, амінокислоти можуть бути правосторонніми (R), або лівосторонніми (S), ніби одна з них є відбиттям іншої у дзеркалі. І властивості однієї й тієї ж молекули помітно різняться від того, чи є вона R, чи S.
Для утворення протеїнів усіх живих істот на Землі використовуються лише 22 амінокислоти. Із них 20 амінокислот закодовані у генетичному коді, і ще дві амінокислоти, які додаються тільки до певних білків іншим способом (не через генетичне кодування). Одна з двох "некодованих" амінокислот присутня лише у білках деяких бактерій, але не у наших білках.
Лише одна амінокислота із тих, які використовуються усіма формами життя на Землі, є правосторонньою (R) – це цистеїн. Усі інші амінокислоти усіх форм життя є лівосторонніми (S).
Короткі ланцюжки амінокислот (до 10 у ланцюжку) звуть пептидами. Пептиди можуть мати окрему функцію. Ланцюжки від 10 до 100 амінокислот зазвичай звуть поліпептидами, а довші за 100 амінокислот – протеїнами. Інколи поліпептидами звуть будь-які протеїни. Типові білки (протеїни) включають у себе від кількох сотень до багатьох тисяч амінокислот. Найдовший відомий протеїн містить близько 27 тисяч амінокислот.
Вісім з 20 "кодованих" амінокислот і одна "некодована" амінокислот є незамінними. Ми можемо отримувати їх тільки з їжею. Ще шість амінокислот є умовно замінними, тобто, ми їх можемо синтезувати з інших амінокислот, але не завжди. При певних порушеннях метаболізму ці амінокислоти не синтезуються, і єдиним їх джерелом стає їжа. І шість амінокислот є замінними, тобто, ми можемо синтезувати їх з інших амінокислот.
Людям на вегетаріанській, і особливо веганській, дієті треба уважно слідкувати, щоб усі незамінні амінокислоти були присутні в їх їжі у достатній кількості. Нерідко у певних рослинах може бути відсутніми, або присутніми у дуже недостатній кількості, одна-дві, або навіть чотири незамінних амінокислоти, то ж слід підбирати такі комбінації рослин, які забезпечать всі незамінні амінокислоти.
У білках тваринного походження усі потрібні нам амінокислоти присутні, у пропорціях, близьких до тих, які нам потрібні. Особливо близькі ці пропорції у червоному м'ясі. М'ясо також містить більшість потрібних нам вітамінів і мінералів. Але м'ясо майже не містить необхідних нам омега-3 (ALA, EPA, DHA) і зовсім не містить клітковини.
У ході своєї роботи, як структурні елементи, так і нано-машини, поступово зношуються і потребують заміни. Цей процес заміни відбувається увесь час, для чого клітини синтезують потрібні їм білки.
Білки закодовані у генетичному коді (геномі). Геном людини містить від 20 до 22 тисяч генів (у різних людей по-різному). Кожний ген – це окремий код. Але він кодує не лише один протеїн, бо важливий не тільки сам код, а ще й спосіб його інтерпретації і застосування для цієї інтерпретації для синтезу білків. Тому загальна кількість білків, які закодовані у нашому генетичному коді, оцінюється від 800 тисяч до понад 2 мільйонів.
Для продукування білків, клітина робить копію генетичного коду білка із молекули ДНК у спеціальну молекулу РНК, яка зветься мРНК. Ця молекула доставляється до "фабрики білків" – рибосоми, яка і виробляє потрібний білок за наданою "технічною документацією" у вигляді мРНК,
Очевидно, що для створення певного білка всі потрібні деталі (амінокислоти) мають бути у наявності у достатній кількості.
Джерелом амінокислот може бути не тільки їжа, а й розбір пошкоджених протеїнів на запчастини, тобто, на амінокислоти. У скрутні часи, коли їжі немає тривалий час, менш пріоритетні білки можуть розбиратися на амінокислоти для оновлення найбільш пріоритетних білків.
В організмі може утворюватися надлишок амінокислот, якщо ми споживаємо надто багато білків. Або, може утворюватися надлишок лише певних амінокислот, якщо їх частка, що надходить з їжею, перевищує ту частку, яка потрібна для синтезу наших білків. Надлишкові амінокислоти переробляються на глюкозу і застосовуються як пальне, або переробляються на речовини, котрі можна вивести з організму. При цьому утворюються речовини, які є отруйними. Буває навіть такий стан – білкове отруєння. Він спостерігається у людей, які вимушені їсти майже виключно білки через брак іншої їжі, або споживають надто багато білків із якихось міркувань.