Proteinat janë substancat organike më të rëndësishme, numri i të cilave mbizotëron mbi të gjitha makromolekulat e tjera që janë të pranishme në një qelizë të gjallë. Ato përbëjnë më shumë se gjysmën e peshës së lëndës së thatë të organizmave bimorë dhe shtazorë. Funksionet e proteinave në qelizë janë të ndryshme, disa prej tyre janë ende të panjohura për shkencën. Por megjithatë, drejtimet kryesore të "punës" së tyre janë studiuar mirë. Disa janë të nevojshme për të stimuluar proceset që ndodhin në qeliza dhe inde. Të tjerë bartin komponime minerale të rëndësishme nëpër membranën qelizore dhe përmes enëve të gjakut nga një organ në tjetrin. Disa mbrojnë trupin nga agjentët e huaj shpesh patogjenë. Një gjë është e qartë - asnjë proces i vetëm në trupin tonë nuk zhvillohet pa proteina.
Funksionet bazë të proteinave
Funksionet e proteinave në trup janë të ndryshme. Secili grup ka një kimikat specifikndërtesë, kryen një "punë" të specializuar. Në disa raste, disa lloje të proteinave janë të ndërlidhura me njëra-tjetrën. Ata janë përgjegjës për faza të ndryshme të të njëjtit proces. Ose ato prekin disa në të njëjtën kohë. Për shembull, funksioni rregullues i proteinave kryhet nga enzimat dhe hormonet. Ky fenomen mund të imagjinohet duke kujtuar hormonin adrenalin. Prodhohet nga medulla mbiveshkore. Duke hyrë në enët e gjakut, ai rrit sasinë e oksigjenit në gjak. Gjithashtu rritet presioni i gjakut, rritet përmbajtja e sheqerit. Kjo stimulon proceset metabolike. Adrenalina është gjithashtu një neurotransmetues te peshqit, amfibët dhe zvarranikët.
Funksioni enzimatik
Shumë reaksione biokimike që ndodhin në qelizat e organizmave të gjallë kryhen në temperatura të larta dhe me një vlerë pH neutrale. Në kushte të tilla, shpejtësia e kalimit të tyre është shumë e ulët, kështu që nevojiten katalizatorë të specializuar të quajtur enzima. I gjithë diversiteti i tyre kombinohet në 6 klasa, të cilat ndryshojnë në specifikën e veprimit. Enzimat sintetizohen në ribozomet në qeliza. Shkenca e enzimologjisë është e angazhuar në studimin e tyre.
Pa dyshim, funksioni rregullues i proteinave është i pamundur pa enzima. Ata kanë një selektivitet të lartë veprimi. Aktiviteti i tyre mund të rregullohet nga frenuesit dhe aktivizuesit. Përveç kësaj, enzimat zakonisht shfaqin specifikë të substratit. Gjithashtu, aktiviteti enzimatik varet nga kushtet në trup dhe në qeliza në veçanti. Rrjedha e tyre ndikohet nga presioni, pH acid, temperatura, forca jonike e tretësirës, d.m.thpërqendrimi i kripës në citoplazmë.
Funksioni i transportit të proteinave
Qeliza duhet të marrë vazhdimisht lëndët minerale dhe organike të nevojshme për trupin. Ato nevojiten si materiale ndërtimi dhe burime energjie në qeliza. Por mekanizmi i marrjes së tyre është mjaft i ndërlikuar. Muret qelizore përbëhen nga më shumë sesa thjesht proteina. Membranat biologjike ndërtohen mbi parimin e një shtrese të dyfishtë lipidesh. Proteina të ndryshme janë të ngulitura midis tyre. Është shumë e rëndësishme që rajonet hidrofile të jenë të vendosura në sipërfaqen e membranës, ndërsa rajonet hidrofobe në trashësinë e saj. Kështu, një strukturë e tillë e bën guaskën të padepërtueshme. Ata nuk mund të kalojnë nëpër të vetë, pa "ndihmë", përbërës të tillë të rëndësishëm si sheqernat, jonet metol dhe aminoacidet. Ato transportohen përmes membranës citoplazmike në citoplazmë nga proteina të specializuara që janë të ngulitura në shtresat lipidike.
Transport i substancave nga një organ në tjetrin
Por funksioni i transportit të proteinave kryhet jo vetëm ndërmjet substancës ndërqelizore dhe qelizës. Disa substanca të rëndësishme për proceset fiziologjike duhet të dërgohen nga një trup në tjetrin. Për shembull, proteina transportuese në gjak është albumina e serumit. Ai është i pajisur me një aftësi unike për të formuar komponime me acide yndyrore që shfaqen gjatë tretjes së yndyrave, me ilaçe, si dhe me hormone steroide. Proteinat bartëse të rëndësishme janë hemoglobina (që shpërndan molekulat e oksigjenit), transferrina (e kombinuar me jonet e hekurit) dhe ceruplazmina (duke formuar komplekse mebakër).
Funksioni i sinjalit të proteinave
Proteinat receptore kanë një rëndësi të madhe në rrjedhën e proceseve fiziologjike në organizmat komplekse shumëqelizore. Ato janë të ngulitura në membranën plazmatike. Ato shërbejnë për të perceptuar dhe deshifruar lloje të ndryshme sinjalesh që hyjnë në qeliza në një rrjedhë të vazhdueshme jo vetëm nga indet fqinje, por edhe nga mjedisi i jashtëm. Aktualisht, ndoshta proteina receptore më e studiuar është acetilkolina. Ndodhet në një numër nyjesh ndërneuronale në membranën qelizore.
Por funksioni sinjalizues i proteinave kryhet jo vetëm brenda qelizave. Shumë hormone lidhen me receptorët specifikë në sipërfaqen e tyre. Një përbërje e tillë e formuar është një sinjal që aktivizon proceset fiziologjike në qeliza. Një shembull i proteinave të tilla është insulina, e cila vepron në sistemin e ciklazës adenilate.
Funksioni i mbrojtjes
Funksionet e proteinave në një qelizë janë të ndryshme. Disa prej tyre janë të përfshirë në përgjigjet imune. Kjo mbron trupin nga infeksionet. Sistemi imunitar është në gjendje t'i përgjigjet agjentëve të huaj të identifikuar me sintezën e një numri të madh limfocitesh. Këto substanca mund të dëmtojnë në mënyrë selektive këta agjentë, mund të jenë të huaj për trupin, si bakteret, grimcat supramolekulare ose mund të jenë qeliza kanceroze.
Një nga grupet - "beta"-limfocitet - prodhon proteina që hyjnë në qarkullimin e gjakut. Ata kanë një funksion shumë interesant. Këto proteina duhet të njohin qelizat e huaja dhe makromolekulat. Pastaj ata lidhen me ta,duke formuar një kompleks që do të shkatërrohet. Këto proteina quhen imunoglobulina. Vetë përbërësit e huaj janë antigjenë. Dhe imunoglobulinat që korrespondojnë me to janë antitrupa.
Funksioni strukturor
Në trup, përveç shumë të specializuara, ka edhe proteina strukturore. Ato janë të nevojshme për të siguruar forcën mekanike. Këto funksione të proteinave në qelizë janë të rëndësishme për ruajtjen e formës dhe rinisë së trupit. Më i famshmi është kolagjeni. Është proteina kryesore e matricës jashtëqelizore të indeve lidhëse. Tek gjitarët më të lartë, është deri në 1/4 e masës totale të proteinave. Kolagjeni sintetizohet në fibroblaste, të cilat janë qelizat kryesore të indeve lidhëse.
Funksione të tilla të proteinave në qelizë janë të një rëndësie të madhe. Përveç kolagjenit, një tjetër proteinë strukturore është e njohur - elastin. Është gjithashtu një përbërës i matricës jashtëqelizore. Elastina është në gjendje t'u japë indeve aftësinë të shtrihen brenda kufijve të caktuar dhe të kthehen lehtësisht në formën e tyre origjinale. Një shembull tjetër i një proteine strukturore është fibroina, e cila gjendet në vemjet e krimbit të mëndafshit. Është përbërësi kryesor i fijeve të mëndafshta.
Proteinat motorike
Roli i proteinave në qelizë nuk mund të mbivlerësohet. Ata gjithashtu marrin pjesë në punën e muskujve. Tkurrja e muskujve është një proces i rëndësishëm fiziologjik. Si rezultat, ATP-ja e ruajtur në formën e makromolekulave shndërrohet në energji kimike. Pjesëmarrësit e drejtpërdrejtë në proces janë dy proteina - aktina dhe miozina.
Këto proteina motorikejanë molekula filamentoze që funksionojnë në sistemin kontraktues të muskujve skeletorë. Ato gjenden gjithashtu në indet jomuskulare në qelizat eukariote. Një shembull tjetër i proteinave motorike është tubulina. Prej tij ndërtohen mikrotubula, të cilat janë një element i rëndësishëm i flagjelave dhe qilarit. Mikrotubulat që përmbajnë tubulinë gjenden gjithashtu në qelizat e indit nervor të kafshëve.
Antibiotikët
Roli mbrojtës i proteinave në qelizë është i madh. Një pjesë e tij i caktohet një grupi që zakonisht quhet antibiotikë. Këto janë substanca me origjinë natyrore, të cilat sintetizohen, si rregull, në baktere, kërpudha mikroskopike dhe mikroorganizma të tjerë. Ato synojnë të shtypin proceset fiziologjike të organizmave të tjerë konkurrues. Antibiotikët me origjinë proteinike u zbuluan në vitet '40. Ata revolucionarizuan mjekësinë, duke i dhënë asaj një shtysë të fuqishme zhvillimit.
Për nga natyra e tyre kimike, antibiotikët janë një grup shumë i larmishëm. Ato gjithashtu ndryshojnë në mekanizmin e tyre të veprimit. Disa pengojnë sintezën e proteinave brenda qelizave, të tjera bllokojnë prodhimin e enzimave të rëndësishme, të tjera pengojnë rritjen dhe të tjera pengojnë riprodhimin. Për shembull, streptomicina e njohur ndërvepron me ribozomet e qelizave bakteriale. Kështu, ato ngadalësojnë në mënyrë dramatike sintezën e proteinave. Në të njëjtën kohë, këta antibiotikë nuk ndërveprojnë me ribozomet eukariote të trupit të njeriut. Kjo do të thotë se këto substanca nuk janë toksike për gjitarët më të lartë.
Këto nuk janë të gjitha funksionet e proteinave në qelizë. TabelaSubstancat antibiotike ju lejojnë të përcaktoni veprime të tjera shumë të specializuara që këto përbërje specifike natyrore mund të kenë mbi bakteret dhe jo vetëm. Aktualisht, janë duke u studiuar antibiotikë me origjinë proteinike, të cilët, kur ndërveprojnë me ADN-në, prishin proceset që lidhen me mishërimin e informacionit trashëgues. Por deri më tani, substanca të tilla përdoren vetëm në kimioterapinë e sëmundjeve onkologjike. Një shembull i një substance të tillë antibiotike është daktinomicina, e cila sintetizohet nga aktinomicetet.
Toksina
Proteinat në një qelizë kryejnë një funksion shumë specifik dhe madje të jashtëzakonshëm. Një numër i organizmave të gjallë prodhojnë substanca toksike - toksina. Për nga natyra e tyre, këto janë proteina dhe komponime organike komplekse me peshë molekulare të ulët. Një shembull është pulpa helmuese e kërpudhave të zbehta.
Rezervë dhe proteina ushqimore
Disa proteina kryejnë funksionin e sigurimit të ushqimit për embrionet e kafshëve dhe bimëve. Shembuj të tillë ka shumë. Rëndësia e proteinave në qelizën e farave të drithërave qëndron pikërisht në këtë. Ata do të ushqejnë embrionin në rritje të bimës në fazat e para të zhvillimit të saj. Në kafshë, proteinat dietike janë albumina e vezës dhe kazeina e qumështit.
Vetitë e paeksploruara të proteinave
Shembujt e mësipërm janë vetëm pjesa që tashmë është studiuar mjaftueshëm. Por në natyrë ka shumë mistere. Proteinat në qelizën e shumë specieve biologjike janë unike dhe aktualisht i klasifikojnë atovështirë. Për shembull, monellina është një proteinë e zbuluar dhe e izoluar nga një bimë afrikane. Ka shije të ëmbël, por është jo i trashë dhe jo toksik. Në të ardhmen, mund të jetë një zëvendësues i shkëlqyer i sheqerit. Një shembull tjetër është një proteinë e gjetur në disa peshq arktik që parandalon ngrirjen e gjakut duke vepruar si antifriz në kuptimin e mirëfilltë të krahasimit. Në një numër insektesh, proteina e rezilinës, e cila ka një elasticitet unik, pothuajse të përsosur, u gjet në nyjet e krahëve. Dhe këta nuk janë të gjithë shembuj të substancave që ende duhet të studiohen dhe klasifikohen.
