Proteinat, roli biologjik i të cilave do të shqyrtohet sot, janë komponime makromolekulare të ndërtuara nga aminoacide. Ndër të gjitha përbërjet e tjera organike, ato janë ndër më komplekset në strukturën e tyre. Sipas përbërjes elementare, proteinat ndryshojnë nga yndyrat dhe karbohidratet: përveç oksigjenit, hidrogjenit dhe karbonit, ato përmbajnë edhe azot. Përveç kësaj, squfuri është një përbërës i domosdoshëm i proteinave më të rëndësishme, dhe disa përmbajnë jod, hekur dhe fosfor.
Roli biologjik i proteinave është shumë i lartë. Janë këto komponime që përbëjnë pjesën më të madhe të masës së protoplazmës, si dhe bërthamat e qelizave të gjalla. Proteinat gjenden në të gjithë organizmat shtazorë dhe bimorë.
Një ose më shumë funksione
Roli biologjik dhe funksionet e përbërjeve të tyre të ndryshme janë të ndryshme. Si një substancë me një strukturë kimike specifike, çdo proteinë kryen një funksion shumë të specializuar. Vetëm në disa raste mund të kryejë disa të ndërlidhura në të njëjtën kohë. Për shembull, adrenalina, e cila prodhohet në medullëgjëndrat mbiveshkore, duke hyrë në qarkullimin e gjakut, rrit presionin e gjakut dhe konsumin e oksigjenit, sheqerin në gjak. Përveç kësaj, është një stimulues i metabolizmit, dhe në kafshët gjakftohtë është gjithashtu një ndërmjetës i sistemit nervor. Siç mund ta shihni, ai kryen shumë funksione në të njëjtën kohë.
Funksioni enzimatik (katalitik)
Reaksionet e ndryshme biokimike që ndodhin në organizmat e gjallë kryhen në kushte të buta, në të cilat temperatura është afër 40°C, dhe vlerat e pH janë pothuajse neutrale. Në këto kushte, normat e rrjedhjes së shumë prej tyre janë të papërfillshme. Prandaj, që ato të realizohen, nevojiten enzima - katalizatorë të veçantë biologjikë. Pothuajse të gjitha reaksionet, përveç fotolizës së ujit, katalizohen në organizmat e gjallë nga enzimat. Këta elementë janë ose proteina ose komplekse proteinash me një kofaktor (molekula organike ose jon metalik). Enzimat veprojnë në mënyrë shumë selektive, duke filluar procesin e nevojshëm. Pra, funksioni katalitik i diskutuar më sipër është një nga ato që kryejnë proteinat. Roli biologjik i këtyre komponimeve, megjithatë, nuk kufizohet në zbatimin e tij. Ka shumë veçori të tjera që do t'i shikojmë më poshtë.
Funksioni i transportit
Për ekzistencën e një qelize është e nevojshme që në të të hyjnë shumë substanca, të cilat i sigurojnë asaj energji dhe material ndërtimor. Të gjitha membranat biologjike janë ndërtuar në një të përbashkëtparim. Kjo është një shtresë e dyfishtë e lipideve, proteinat janë zhytur në të. Në të njëjtën kohë, rajonet hidrofile të makromolekulave janë të përqendruara në sipërfaqen e membranave, dhe "bishtet" hidrofobike janë të përqendruara në trashësinë e tyre. Kjo strukturë mbetet e papërshkueshme ndaj komponentëve të rëndësishëm: aminoacidet, sheqernat, jonet e metaleve alkali. Depërtimi i këtyre elementeve në qelizë ndodh me ndihmën e proteinave transportuese që janë të ngulitura në membranën qelizore. Bakteret, për shembull, kanë një proteinë të veçantë që transporton laktozën (sheqerin e qumështit) nëpër membranën e jashtme.
Organizmat shumëqelizorë kanë një sistem për transportimin e substancave të ndryshme nga një organ në tjetrin. Ne po flasim kryesisht për hemoglobinën (foto më lart). Përveç kësaj, albumina e serumit (proteina transportuese) është vazhdimisht e pranishme në plazmën e gjakut. Ka aftësinë të formojë komplekse të forta me acidet yndyrore të formuara gjatë tretjes së yndyrave, si dhe me një sërë aminoacide hidrofobike (për shembull, me triptofanin) dhe me shumë ilaçe (disa penicilina, sulfonamide, aspirinë). Transferrina, e cila ndërmjetëson transportin e joneve të hekurit në trup, është një shembull tjetër. Mund të përmendim edhe ceruplazminën, e cila mbart jonet e bakrit. Pra, ne kemi konsideruar funksionin e transportit që kryejnë proteinat. Roli i tyre biologjik është gjithashtu shumë domethënës nga ky këndvështrim.
Funksioni i receptorit
Proteinat receptore kanë një rëndësi të madhe, veçanërisht për mbështetjen e jetës së organizmave shumëqelizorë. Janë të ndërtuaranë membranën e qelizave plazmatike dhe shërbejnë për të perceptuar dhe transformuar më tej sinjalet që hyjnë në qelizë. Në këtë rast, sinjalet mund të jenë si nga qelizat e tjera ashtu edhe nga mjedisi. Receptorët e acetilkolinës janë aktualisht më të studiuarit. Ato janë të vendosura në një numër kontaktesh ndërneuronale në membranën qelizore, duke përfshirë në kryqëzimet neuromuskulare, në korteksin cerebral. Këto proteina ndërveprojnë me acetilkolinën dhe transmetojnë një sinjal në qelizë.
Neurotransmetuesi për të marrë sinjalin dhe për ta kthyer atë duhet të hiqet në mënyrë që qeliza të ketë mundësinë të përgatitet për perceptimin e sinjaleve të mëtejshme. Për këtë përdoret acetilkolinesteraza - një enzimë e veçantë që katalizon hidrolizën e acetilkolinës në kolinë dhe acetat. A nuk është e vërtetë se funksioni i receptorit që kryejnë proteinat është gjithashtu shumë i rëndësishëm? Roli biologjik i funksionit tjetër mbrojtës për trupin është i madh. Njeriu thjesht nuk mund të mos pajtohet me këtë.
Funksioni i mbrojtjes
Në trup, sistemi imunitar i përgjigjet shfaqjes së grimcave të huaja në të duke prodhuar një numër të madh limfocitesh. Ata janë në gjendje të dëmtojnë elementët në mënyrë selektive. Grimca të tilla të huaja mund të jenë qelizat kancerogjene, bakteret patogjene, grimcat supramolekulare (makromolekulat, viruset, etj.). Limfocitet B janë një grup limfocitesh që prodhojnë proteina të veçanta. Këto proteina lëshohen në sistemin e qarkullimit të gjakut. Ata njohin grimcat e huaja, ndërsa formojnë një kompleks shumë specifik në fazën e shkatërrimit. Këto proteina quhen imunoglobulina. Substancat e huaja quhen antigjene.që nxisin një përgjigje të sistemit imunitar.
Funksioni strukturor
Përveç proteinave që kryejnë funksione shumë të specializuara, ka edhe nga ato, rëndësia e të cilave është kryesisht strukturore. Falë tyre sigurohet forca mekanike, si dhe vetitë e tjera të indeve të organizmave të gjallë. Këto proteina përfshijnë, para së gjithash, kolagjenin. Kolagjeni (foto më poshtë) te gjitarët përbën rreth një të katërtën e masës së proteinave. Ai sintetizohet në qelizat kryesore që përbëjnë indin lidhor (të quajtura fibroblaste).
Fillimisht, kolagjeni formohet si prokolagjen - pararendës i tij, duke iu nënshtruar përpunimit kimik në fibroblaste. Pastaj formohet në formën e tre zinxhirëve polipeptidikë të përdredhur në një spirale. Ata kombinohen tashmë jashtë fibroblasteve në fibrile kolagjeni me diametër disa qindra nanometra. Këto të fundit formojnë filamente kolagjeni, të cilat tashmë mund të shihen nën mikroskop. Në indet elastike (muret e mushkërive, enët e gjakut, lëkura), matrica jashtëqelizore, përveç kolagjenit, përmban edhe proteinën elastinë. Mund të shtrihet në një gamë mjaft të gjerë dhe më pas të kthehet në gjendjen e tij origjinale. Një shembull tjetër i një proteine strukturore që mund të jepet këtu është fibroina e mëndafshit. Izolohet gjatë formimit të pupës së vemjes së krimbit të mëndafshit. Është përbërësi kryesor i fijeve të mëndafshta. Le të kalojmë në përshkrimin e proteinave motorike.
Proteinat motorike
Dhe në zbatimin e proceseve motorike, roli biologjik i proteinave është i madh. Le të flasim shkurtimisht për këtë funksion. Tkurrja e muskujve është procesi gjatë të cilit energjia kimike shndërrohet në punë mekanike. Pjesëmarrësit e tij të drejtpërdrejtë janë dy proteina - miozina dhe aktina. Miozina ka një strukturë shumë të pazakontë. Formohet nga dy koka globulare dhe një bisht (një pjesë e gjatë filamentoze). Rreth 1600 nm është gjatësia e një molekule. Kokat llogariten përafërsisht 200 nm.
Aktina (foto më sipër) është një proteinë globulare me një peshë molekulare 42,000. Ajo mund të polimerizohet për të formuar një strukturë të gjatë dhe në këtë formë të ndërveprojë me kokën e miozinës. Një tipar i rëndësishëm i këtij procesi është varësia e tij nga prania e ATP. Nëse përqendrimi i tij është mjaft i lartë, kompleksi i formuar nga miozina dhe aktina shkatërrohet dhe më pas rikuperohet pasi të ndodhë hidroliza e ATP si rezultat i veprimit të miozinës ATPase. Ky proces mund të vërehet, për shembull, në një zgjidhje në të cilën të dyja proteinat janë të pranishme. Ai bëhet viskoz si rezultat i formimit të një kompleksi me peshë të lartë molekulare në mungesë të ATP. Kur shtohet, viskoziteti zvogëlohet ndjeshëm për shkak të shkatërrimit të kompleksit të krijuar, pas së cilës gradualisht fillon të rikuperohet si rezultat i hidrolizës së ATP. Në procesin e tkurrjes së muskujve, këto ndërveprime luajnë një rol shumë të rëndësishëm.
Antibiotikët
Vazhdojmë të zbulojmë temën "Roli biologjik i proteinave në trup". Një grup shumë i madh dhe shumë i rëndësishëmKomponimet natyrore përbëjnë substanca të quajtura antibiotikë. Janë me origjinë mikrobike. Këto substanca sekretohen nga lloje të veçanta të mikroorganizmave. Roli biologjik i aminoacideve dhe proteinave është i padiskutueshëm, por antibiotikët kryejnë një funksion të veçantë, shumë të rëndësishëm. Ata pengojnë rritjen e mikroorganizmave që konkurrojnë me to. Në vitet 1940, zbulimi dhe përdorimi i antibiotikëve revolucionarizoi trajtimin e sëmundjeve infektive të shkaktuara nga bakteret. Duhet të theksohet se në shumicën e rasteve, antibiotikët nuk veprojnë te viruset, ndaj përdorimi i tyre si barna antivirale është i paefektshëm.
Shembuj të antibiotikëve
Grupi i penicilinës ishte i pari që u zbatua në praktikë. Shembuj të këtij grupi janë ampicilina dhe benzilpenicilina. Antibiotikët janë të ndryshëm në mekanizmin e tyre të veprimit dhe natyrën kimike. Disa nga ato që përdoren gjerësisht sot ndërveprojnë me ribozomet e njeriut, ndërsa sinteza e proteinave frenohet në ribozomet bakteriale. Në të njëjtën kohë, ata vështirë se ndërveprojnë me ribozomet eukariote. Prandaj, ato janë shkatërruese për qelizat bakteriale dhe pak toksike për kafshët dhe njerëzit. Këta antibiotikë përfshijnë streptomicinën dhe levomicetinën (kloramfenikoli).
Roli biologjik i biosintezës së proteinave është shumë i rëndësishëm dhe ky proces në vetvete ka disa faza. Ne do të flasim për të vetëm në terma të përgjithshëm.
Procesi dhe roli biologjik i biosintezës së proteinave
Ky proces është me shumë hapa dhe shumë kompleks. Ndodh në ribozome -organele të veçanta. Qeliza përmban shumë ribozome. E. coli, për shembull, ka rreth 20 mijë të tilla.
"Përshkruani procesin e biosintezës së proteinave dhe rolin e saj biologjik" - një detyrë e tillë që shumë prej nesh e kemi marrë në shkollë. Dhe për shumë ka qenë e vështirë. Epo, le të përpiqemi ta kuptojmë së bashku.
Molekulat e proteinave janë zinxhirë polipeptidikë. Ato përbëhen, siç e dini tashmë, nga aminoacide individuale. Megjithatë, këta të fundit nuk janë mjaftueshëm aktivë. Në mënyrë që të kombinohen dhe të formojnë një molekulë proteine, ato kërkojnë aktivizim. Ndodh si rezultat i veprimit të enzimave të veçanta. Çdo aminoacid ka enzimën e vet të akorduar posaçërisht për të. Burimi i energjisë për këtë proces është ATP (adenozinatrifosfat). Si rezultat i aktivizimit, aminoacidi bëhet më i paqëndrueshëm dhe lidhet nën veprimin e kësaj enzime me t-ARN, e cila e transferon atë në ribozom (për shkak të kësaj, kjo ARN quhet transport). Kështu, aminoacidet e aktivizuara të lidhura me tRNA hyjnë në ribozom. Ribozomi është një lloj transportuesi për grumbullimin e zinxhirëve proteinikë nga aminoacidet hyrëse.
Roli i sintezës së proteinave është i vështirë të mbivlerësohet, pasi përbërësit e sintetizuar kryejnë funksione shumë të rëndësishme. Pothuajse të gjitha strukturat qelizore përbëhen prej tyre.
Pra, ne kemi përshkruar në terma të përgjithshëm procesin e biosintezës së proteinave dhe rolin e saj biologjik. Kjo përfundon prezantimin tonë për proteinat. Shpresojmë që të keni dëshirën për ta vazhduar atë.
