Sipas teorisë Oparin-Haldane, jeta në planetin tonë e ka origjinën nga një pikëz e përbashkët. Ishte gjithashtu një molekulë proteine. Kjo do të thotë, përfundimi rrjedh se janë këto komponime kimike që janë baza e gjithë jetës që ekziston sot. Por cilat janë strukturat e proteinave? Çfarë roli luajnë sot në trupin dhe jetën e njerëzve? Cilat lloje të proteinave ekzistojnë? Le të përpiqemi ta kuptojmë.
Proteinat: një koncept i përgjithshëm
Nga pikëpamja e strukturës kimike, molekula e substancës në fjalë është një sekuencë aminoacidesh të ndërlidhura me lidhje peptide.
Çdo aminoacid ka dy grupe funksionale:
- karboksilik -COOH;
- grup amino -NH2.
Pikërisht ndërmjet tyre krijohet një lidhje në molekula të ndryshme. Kështu, lidhja peptide ka formën -CO-NH. Një molekulë proteine mund të përmbajë qindra ose mijëra grupe të tilla, kjo do të varet nga substanca specifike. Llojet e proteinave janë shumë të ndryshme. Midis tyre ka nga ato që përmbajnë aminoacide esenciale për trupin, që do të thotë se ato duhet të gëlltiten me ushqim. Ka varietete që kryejnë funksione të rëndësishme në membranën qelizore dhecitoplazma e saj. Katalizatorët biologjikë janë gjithashtu të izoluar - enzimat, të cilat janë gjithashtu molekula proteinike. Ato përdoren gjerësisht në jetën e njeriut dhe jo vetëm marrin pjesë në proceset biokimike të qenieve të gjalla.
Pesha molekulare e komponimeve në shqyrtim mund të variojë nga disa dhjetëra në miliona. Në fund të fundit, numri i njësive monomer në një zinxhir të madh polipeptid është i pakufizuar dhe varet nga lloji i një substance të veçantë. Proteina në formën e saj të pastër, në formën e saj amtare, mund të shihet kur ekzaminohet një vezë pule e papërpunuar. Një masë koloidale e verdhë e lehtë, transparente, e dendur, brenda së cilës ndodhet e verdha - kjo është substanca e dëshiruar. E njëjta gjë mund të thuhet për gjizën me pak yndyrë, ky produkt është gjithashtu proteinë pothuajse e pastër në formën e saj natyrale.
Megjithatë, jo të gjitha përbërjet në shqyrtim kanë të njëjtën strukturë hapësinore. Në total, dallohen katër organizime të molekulës. Llojet e strukturave proteinike përcaktojnë vetitë e saj dhe tregojnë kompleksitetin e strukturës. Dihet gjithashtu se molekulat më të ngatërruara në hapësirë i nënshtrohen përpunimit të gjerë te njerëzit dhe kafshët.
Llojet e strukturave proteinike
Janë katër prej tyre gjithsej. Konsideroni se çfarë është secila prej tyre.
- Fillore. Përfaqëson sekuencën e zakonshme lineare të aminoacideve të lidhura me lidhje peptide. Nuk ka kthesa hapësinore, nuk ka spiralizim. Numri i lidhjeve të përfshira në polipeptid mund të arrijë disa mijëra. Llojet e proteinave mestrukturë e ngjashme - glicilalanina, insulina, histonet, elastina dhe të tjera.
- Sekondar. Ai përbëhet nga dy zinxhirë polipeptidikë, të cilët janë të përdredhur në formën e një spirale dhe të orientuar drejt njëri-tjetrit nga kthesat e formuara. Në këtë rast, midis tyre formohen lidhje hidrogjenore, duke i mbajtur ato së bashku. Kështu formohet një molekulë e vetme proteine. Llojet e proteinave të këtij lloji janë si më poshtë: lizozima, pepsina dhe të tjera.
- Konformacion terciar. Është një strukturë dytësore e mbushur dendur dhe e mbështjellë në mënyrë kompakte. Këtu, përveç lidhjeve hidrogjenore, shfaqen lloje të tjera të ndërveprimit - ky është ndërveprimi van der Waals dhe forcat e tërheqjes elektrostatike, kontakti hidrofilik-hidrofobik. Shembuj të strukturave janë albumina, fibroina, proteina e mëndafshit dhe të tjera.
- Kuaternar. Struktura më komplekse, e cila është disa zinxhirë polipeptidikë të përdredhur në një spirale, të mbështjellë në një top dhe të bashkuar të gjithë së bashku në një rruzull. Shembuj të tillë si insulina, ferritina, hemoglobina, kolagjeni ilustrojnë pikërisht një konformacion të tillë proteinash.
Nëse i konsiderojmë të gjitha strukturat e dhëna të molekulave në detaje nga pikëpamja kimike, atëherë analiza do të marrë shumë kohë. Në të vërtetë, në fakt, sa më i lartë të jetë konfigurimi, aq më komplekse dhe e ndërlikuar struktura e tij, aq më shumë lloje ndërveprimesh vërehen në molekulë.
Denatyrimi i molekulave të proteinave
Një nga vetitë kimike më të rëndësishme të polipeptideve është aftësia e tyre për t'u shpërbërë nën ndikimin e kushteve të caktuara ose agjentëve kimikë. Kështu që,për shembull, lloje të ndryshme të denatyrimit të proteinave janë të përhapura. Cili është ky proces? Ai konsiston në shkatërrimin e strukturës amtare të proteinës. Kjo do të thotë, nëse fillimisht molekula kishte një strukturë terciare, atëherë pas veprimit të agjentëve specialë ajo do të shembet. Megjithatë, sekuenca e mbetjeve të aminoacideve mbetet e pandryshuar në molekulë. Proteinat e denatyruara humbasin shpejt vetitë e tyre fizike dhe kimike.
Cilët reagentë mund të çojnë në procesin e shkatërrimit të konformacionit? Ka disa prej tyre.
- Temperatura. Kur nxehet, ka një shkatërrim gradual të strukturës kuaternare, terciare, sekondare të molekulës. Vizualisht, kjo mund të vërehet, për shembull, kur skuqni një vezë të zakonshme pule. "Proteina" që rezulton është struktura kryesore e polipeptidit të albuminës që ishte në produktin e papërpunuar.
- Rrezatimi.
- Veprim me agjentë të fortë kimikë: acide, alkale, kripëra të metaleve të rënda, tretës (për shembull, alkoole, etere, benzen dhe të tjerë).
Ky proces nganjëherë quhet edhe shkrirja molekulare. Llojet e denatyrimit të proteinave varen nga agjenti nën veprimin e të cilit ka ndodhur. Për më tepër, në disa raste, ndodh procesi i kundërt. Ky është rinatyrim. Jo të gjitha proteinat janë në gjendje të rivendosin strukturën e tyre, por një pjesë e konsiderueshme e tyre mund ta bëjnë këtë. Pra, kimistë nga Australia dhe Amerika kryen rinatyrimin e një veze të zier pule duke përdorur disa reagentë dhe një metodë centrifugimi.
Ky proces është i rëndësishëm për organizmat e gjallë në sintezën e polipeptidevezinxhirët e ribozomeve dhe rARN në qeliza.
Hidroliza e një molekule proteine
Së bashku me denatyrimin, proteinat karakterizohen nga një veti tjetër kimike - hidroliza. Ky është edhe shkatërrimi i konformacionit vendas, por jo në strukturën parësore, por plotësisht në aminoacide individuale. Një pjesë e rëndësishme e tretjes është hidroliza e proteinave. Llojet e hidrolizës së polipeptideve janë si më poshtë.
- Kimike. Bazuar në veprimin e acideve ose alkaleve.
- Biologjike ose enzimatike.
Megjithatë, thelbi i procesit mbetet i pandryshuar dhe nuk varet nga llojet e hidrolizës së proteinave. Si rezultat, formohen aminoacide, të cilat transportohen në të gjitha qelizat, organet dhe indet. Transformimi i tyre i mëtejshëm konsiston në pjesëmarrjen e sintezës së polipeptideve të reja, tashmë ato që janë të nevojshme për një organizëm të caktuar.
Në industri, procesi i hidrolizës së molekulave të proteinave përdoret vetëm për të marrë aminoacidet e duhura.
Funksionet e proteinave në trup
Llojet e ndryshme të proteinave, karbohidrateve, yndyrave janë komponentë vitalë për funksionimin normal të çdo qelize. Dhe kjo do të thotë i gjithë organizmi në tërësi. Prandaj, roli i tyre është kryesisht për shkak të shkallës së lartë të rëndësisë dhe të kudondodhjes brenda qenieve të gjalla. Mund të dallohen disa funksione kryesore të molekulave polipeptide.
- Katalitik. Ajo kryhet nga enzimat që kanë një strukturë proteinike. Ne do të flasim për to më vonë.
- Strukturore. Llojet e proteinave dhe të tyrefunksionet në trup kryesisht ndikojnë në strukturën e vetë qelizës, formën e saj. Përveç kësaj, polipeptidet që kryejnë këtë rol formojnë qime, thonjtë, lëvozhgat e molusqeve dhe pendët e shpendëve. Ato janë gjithashtu një armaturë e caktuar në trupin e qelizës. Kërc gjithashtu përbëhet nga këto lloj proteinash. Shembuj: tubulina, keratina, aktina dhe të tjera.
- Rregulluese. Ky funksion manifestohet në pjesëmarrjen e polipeptideve në procese të tilla si: transkriptimi, përkthimi, cikli qelizor, bashkimi, leximi i mARN-së dhe të tjera. Në të gjitha ato luajnë një rol të rëndësishëm si kontrollues trafiku.
- Sinjal. Ky funksion kryhet nga proteinat e vendosura në membranën qelizore. Ata transmetojnë sinjale të ndryshme nga një njësi në tjetrën, dhe kjo çon në komunikimin midis indeve. Shembuj: citokinat, insulina, faktorët e rritjes dhe të tjerët.
- Transport. Disa lloje të proteinave dhe funksionet e tyre që ato kryejnë janë thjesht jetike. Kjo ndodh, për shembull, me hemoglobinën e proteinave. Ai transporton oksigjen nga qeliza në qelizë në gjak. Për një person, ai është i pazëvendësueshëm.
- Kembimi ose rezervë. Të tilla polipeptide grumbullohen në vezët e bimëve dhe kafshëve si një burim ushqimi dhe energjie shtesë. Një shembull janë globulinat.
- Motivi. Një funksion shumë i rëndësishëm, veçanërisht për organizmat dhe bakteret më të thjeshta. Në fund të fundit, ata janë në gjendje të lëvizin vetëm me ndihmën e flagelës ose qerpikëve. Dhe këto organele, për nga natyra e tyre, nuk janë gjë tjetër veçse proteina. Shembuj të polipeptideve të tilla janë si më poshtë: miozina, aktina, kinesina dhe të tjera.
Është e qartë se funksionet e proteinave në trupin e njeriut dhe të tjeraqeniet e gjalla janë shumë të shumta dhe të rëndësishme. Kjo konfirmon edhe një herë se jeta në planetin tonë është e pamundur pa komponimet që po shqyrtojmë.
Funksioni mbrojtës i proteinave
Polipeptidet mund të mbrojnë kundër ndikimeve të ndryshme: kimike, fizike, biologjike. Për shembull, nëse trupi është në rrezik në formën e një virusi ose bakteri të një natyre të huaj, atëherë imunoglobulinat (antitrupat) hyjnë në betejë me to, duke kryer një rol mbrojtës.
Nëse flasim për efektet fizike, atëherë fibrina dhe fibrinogjeni, të cilët janë të përfshirë në koagulimin e gjakut, luajnë një rol të madh këtu.
Proteinat ushqimore
Llojet e proteinave dietike janë si më poshtë:
- të plotë - ato që përmbajnë të gjitha aminoacidet e nevojshme për trupin;
- të paplota - ato në të cilat ka një përbërje jo të plotë aminoacide.
Megjithatë, të dyja janë të rëndësishme për trupin e njeriut. Sidomos grupi i parë. Çdo person, veçanërisht gjatë periudhave të zhvillimit intensiv (fëmijëri dhe adoleshencë) dhe pubertetit, duhet të mbajë një nivel konstant të proteinave në vetvete. Në fund të fundit, ne kemi shqyrtuar tashmë funksionet që kryejnë këto molekula të mahnitshme dhe ne e dimë se praktikisht asnjë proces i vetëm, asnjë reaksion i vetëm biokimik brenda nesh nuk mund të bëjë pa pjesëmarrjen e polipeptideve.
Kjo është arsyeja pse duhet të konsumoni çdo ditë marrjen e përditshme të proteinave, të cilat përmbahen në produktet e mëposhtme:
- vezë;
- qumësht;
- gjizë;
- mish dhe peshk;
- fasule;
- sojë;
- fasule;
- kikirikë;
- grur;
- tërshërë;
- thjerrëzat dhe të tjera.
Nëse konsumoni 0,6 g polipeptid për kg peshë në ditë, atëherë një personi nuk do t'i mungojnë kurrë këto përbërës. Nëse për një kohë të gjatë trupi nuk merr proteinat e nevojshme, atëherë shfaqet një sëmundje, e cila ka emrin e urisë nga aminoacidet. Kjo çon në çrregullime të rënda metabolike dhe, si rezultat, në shumë sëmundje të tjera.
Proteinat në një kafaz
Brenda njësisë më të vogël strukturore të të gjitha gjallesave - qelizave - ka edhe proteina. Për më tepër, ata kryejnë pothuajse të gjitha funksionet e mësipërme atje. Para së gjithash, formohet citoskeleti i qelizës, i përbërë nga mikrotubula, mikrofilamente. Shërben për të ruajtur formën, si dhe për transportin brenda ndërmjet organeleve. Jone dhe komponime të ndryshme lëvizin përgjatë molekulave të proteinave, si p.sh. përgjatë kanaleve ose binarëve.
Roli i proteinave të zhytura në membranë dhe të vendosura në sipërfaqen e saj është gjithashtu i rëndësishëm. Këtu ata kryejnë si funksionet e receptorit ashtu edhe të sinjalit, marrin pjesë në ndërtimin e vetë membranës. Ata qëndrojnë roje, që do të thotë se luajnë një rol mbrojtës. Cilat lloje të proteinave në qelizë mund t'i atribuohen këtij grupi? Ka shumë shembuj, këtu janë disa.
- Aktina dhe miozina.
- Elastin.
- Keratin.
- Kolagjen.
- Tubulin.
- Hemoglobina.
- Insulinë.
- Transkobalaminë.
- Transferrin.
- Albumin.
Janë disa qindralloje të ndryshme proteinash që lëvizin vazhdimisht brenda çdo qelize.
Llojet e proteinave në trup
Ata, natyrisht, janë një larmi e madhe. Nëse përpiqeni të ndani disi të gjitha proteinat ekzistuese në grupe, mund të merrni diçka si ky klasifikim.
- Proteinat globulare. Këto janë ato që përfaqësohen nga një strukturë terciare, domethënë një rruzull i mbushur dendur. Shembuj të strukturave të tilla janë si më poshtë: imunoglobulina, një pjesë e konsiderueshme e enzimave, shumë hormone.
- Proteinat fibrilare. Ato janë fije të renditura rreptësisht me simetrinë e saktë hapësinore. Në këtë grup bëjnë pjesë proteinat me strukturë parësore dhe dytësore. Për shembull, keratin, kolagjen, tropomyosin, fibrinogjen.
Në përgjithësi, shumë veçori mund të merren si bazë për klasifikimin e proteinave në trup. Nuk ka ende njeri.
Enzimat
Katarizatorë biologjikë të natyrës proteinike, të cilët përshpejtojnë ndjeshëm të gjitha proceset e vazhdueshme biokimike. Metabolizmi normal është thjesht i pamundur pa këto komponime. Të gjitha proceset e sintezës dhe kalbjes, grumbullimi i molekulave dhe riprodhimi i tyre, përkthimi dhe transkriptimi dhe të tjera kryhen nën ndikimin e një lloji specifik enzime. Shembuj të këtyre molekulave janë:
- oksidoreduktazë;
- transferaza;
- katalazë;
- hidrolaza;
- izomerazë;
- lyases dhe të tjera.
Sot enzimat përdoren në jetën e përditshme. Pra, në prodhimin e larjesPluhurat shpesh përdorin të ashtuquajturat enzima - këta janë katalizatorë biologjikë. Ato përmirësojnë cilësinë e larjes duke respektuar regjimin e specifikuar të temperaturës. Lidhet lehtësisht me grimcat e papastërtive dhe i largon ato nga sipërfaqja e pëlhurave.
Megjithatë, për shkak të natyrës së tyre proteinike, enzimat nuk tolerojnë ujin shumë të nxehtë ose afërsinë me barnat alkaline ose acide. Në të vërtetë, në këtë rast, procesi i denatyrimit do të ndodhë.
