Πρωτεΐνες: βιολογικό ρόλο. Ο βιολογικός ρόλος των πρωτεϊνών στο σώμα

Πρωτεΐνες, ο βιολογικός ρόλος της οποίας θα συζητηθούν σήμερα - κατασκευασμένη ενώσεων υψηλού μοριακού αμινοξέων. Ανάμεσα σε όλες τις άλλες οργανικές ενώσεις, που είναι από τα πιο πολύπλοκα στη δομή τους. Με στοιχειακή πρωτεΐνες σύνθεση διαφέρουν από λίπη και υδατάνθρακες: εκτός από το οξυγόνο, το υδρογόνο και άνθρακα που περιέχουν επίσης άζωτο. Επιπλέον, αναπόσπαστο μέρος των περισσότερων σημαντικών πρωτεϊνών είναι θείο, και ορισμένα περιέχουν ιώδιο, σίδηρο και φώσφορο.

Ο βιολογικός ρόλος της πρωτεΐνης είναι πολύ υψηλό. Είναι αυτές οι συνδέσεις αποτελούν ένα μεγάλο μέρος της μάζας του πρωτοπλάσματος, και οι πυρήνες των ζωντανών κυττάρων. Όλοι οι οργανισμοί των ζώων και των φυτών είναι πρωτεΐνες.

Μία ή περισσότερες λειτουργίες

Ο βιολογικός ρόλος και οι λειτουργίες των διαφόρων ενώσεων αυτών είναι διαφορετικά. Ως ουσία που έχει ειδική χημική δομή, κάθε πρωτεΐνη εκτελεί πολύ εξειδικευμένη λειτουργία. Μόνο σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να εκτελέσει πολλές αλληλένδετες. Για παράδειγμα, η επινεφρίνη, η οποία παράγεται στα μυελό επινεφριδίων, που εισέρχονται στο αίμα, αυξάνει την αρτηριακή πίεση και την κατανάλωση οξυγόνου, του σακχάρου στο αίμα. Επιπλέον, είναι ένα διεγερτικό του μεταβολισμού, ενώ τα ψυχρόαιμα ζώα - και το διαμεσολαβητή του νευρικού συστήματος. Όπως μπορείτε να δείτε, να επιτελεί πολλές λειτουργίες ταυτόχρονα.

Η (καταλυτική) συνάρτηση ενζυματική

Πολλαπλές βιοχημικές αντιδράσεις που συμβαίνουν σε ζωντανούς οργανισμούς, διεξάγονται κάτω από ήπιες συνθήκες, κάτω από τις οποίες η θερμοκρασία είναι κοντά στο 40 ° C, και το ρΗ σχεδόν ουδέτερο. Υπό αυτές τις συνθήκες, αμελητέα συχνότητα εμφάνισης πολλών από αυτούς. Ως εκ τούτου, προκειμένου να πραγματοποιηθεί, χρειαζόμαστε ένζυμα - συγκεκριμένες βιολογικές καταλύτες. Σχεδόν όλες οι αντιδράσεις, εκτός από την φωτόλυση του νερού στους ζωντανούς οργανισμούς που καταλύονται από ένζυμα αυτό. Τα στοιχεία αυτά είναι είτε πρωτεΐνες ή πρωτεϊνικά σύμπλοκα με συμπαράγοντα (οργανικό μόριο ή ένα ιόν μετάλλου). Τα ένζυμα είναι πολύ επιλεκτική ενεργοποίηση αναγκαία διαδικασία. Έτσι, η καταλυτική λειτουργία, που συζητήθηκε παραπάνω, - ένας από εκείνους που φέρουν πρωτεΐνες. Ο βιολογικός ρόλος αυτών των ενώσεων, ωστόσο, η εφαρμογή του δεν περιορίζεται. Υπάρχουν πολλά άλλα χαρακτηριστικά που θα συζητηθούν παρακάτω.

συνάρτηση μεταφοράς

Για την ύπαρξη των κυττάρων απαιτεί ότι ένα πλήθος ουσιών μέσα στο εσωτερικό του, η οποία του παρέχει υλικό ενέργειας και την οικοδόμηση. Όλες οι βιολογικές μεμβράνες είναι χτισμένο σε μια κοινή αρχή. Αυτό το διπλό στρώμα λιπιδίων, πρωτεϊνών απεστάλησαν σε αυτό. Ταυτόχρονα επικεντρωθεί υδρόφιλα μακρομόρια θέσεις επί της επιφάνειας της μεμβράνης και του πάχους των τους - υδρόφοβες «ουρές». Αυτή η δομή είναι αδιαπέραστη από τα σημαντικά συστατικά: αμινοξέα, σάκχαρα, ιόντα αλκαλικού μετάλλου. Η διείσδυση αυτών των στοιχείων εντός των κυττάρων λαμβάνει χώρα μέσω πρωτεΐνες μεταφοράς ενσωματωμένα στην κυτταρική μεμβράνη. Στα βακτήρια, για παράδειγμα, υπάρχει μια ειδική πρωτεΐνη η οποία παρέχει τη μεταφορά της λακτόζης (σάκχαρο του γάλακτος) μέσω της εξωτερικής μεμβράνης.

Σε πολυκυτταρικούς οργανισμούς, υπάρχει ένα σύστημα μεταφοράς των διαφόρων ουσιών από το ένα όργανο στο άλλο. Μιλάμε κυρίως για την αιμοσφαιρίνη (που απεικονίζεται ανωτέρω). Στο πλάσμα του αίματος, επιπλέον, είναι συνεχώς λευκωματίνη ορού (μια πρωτεΐνη μεταφοράς). Έχει την ικανότητα να σχηματίζουν σταθερά σύμπλοκα που σχηματίζονται με την πέψη των λιπαρών οξέων λιπών, καθώς και με έναν αριθμό υδρόφοβων αμινοξέων (π.χ., τρυπτοφάνη) και πολλά φάρμακα (ορισμένες πενικιλλίνες, σουλφοναμίδες, ασπιρίνη). Τρανσφερρίνη, το οποίο παρέχει τη μεταφορά στο σώμα των ιόντων σιδήρου, είναι ένα άλλο παράδειγμα. Μπορεί να γίνει αναφορά και tseruplazmin οποία μεταφέρει ιόντα χαλκού. Έτσι, εξετάσαμε τις λειτουργίες των μεταφορών που εκτελούν τις πρωτεΐνες. βιολογικός ρόλος και από αυτή την άποψη τους είναι εξαιρετικά σημαντική.

λειτουργία υποδοχέα

πρωτεΐνη υποδοχείς έχουν μεγάλη σημασία, ιδίως για τη βιωσιμότητα των πολυκύτταρων οργανισμών. Έχουν ενσωματωθεί στο πλάσμα κυτταρική μεμβράνη και χρησιμεύουν για να συλλαμβάνουν και περαιτέρω μετασχηματισμό των σημάτων που εισέρχονται στο κύτταρο. Στην περίπτωση αυτή, τα σήματα μπορεί να είναι είτε από άλλα κύτταρα και τον περιβάλλοντα χώρο. υποδοχείς ακετυλοχολίνης αυτή τη στιγμή η πιο μελετημένη. Βρίσκονται σε έναν αριθμό επαφών Interneuron στην κυτταρική μεμβράνη, συμπεριλαμβανομένων στις νευρομυϊκές συνδέσεις στον εγκεφαλικό φλοιό. Αυτές οι πρωτεΐνες αλληλεπιδρούν με ακετυλοχολίνη και μεταδίδει ένα σήμα στο εσωτερικό του κυττάρου.

Νευροδιαβιβαστή για τη λήψη του σήματος και τη μετατροπή του πρέπει να αφαιρεθεί, ώστε να παρασκευαστεί το κελί ήταν σε θέση να αντιληφθεί τα περαιτέρω σήματα. Για το σκοπό αυτό, ακετυλοχολινεστεράση - ειδικό ένζυμο, το οποίο είναι ένας καταλύτης για την υδρόλυση της ακετυλοχολίνης σε χολίνη και οξικό. Δεν είναι είναι εξαιρετικά σημαντική και υποδοχέα λειτουργία που επιτελεί πρωτεΐνη; Ο βιολογικός ρόλος του εξής, η προστατευτική λειτουργία του σώματος είναι τεράστια. Με αυτό απλά δεν μπορούν να συμφωνήσουν.

προστατευτική λειτουργία

Το ανοσοποιητικό σύστημα του σώματος αντιδρά στην εμφάνιση μιας γενιάς των ξένων σωματιδίων από ένα μεγάλο αριθμό των λεμφοκυττάρων. Είναι σε θέση να βλάπτουν τα στοιχεία επιλεκτικά. Αυτά τα ξένα σωματίδια μπορούν να είναι καρκινικά κύτταρα, παθογόνα βακτήρια υπερμοριακές σωματίδια (μακρομόρια, ιοί, κλπ). Β λεμφοκύτταρα - μια ομάδα των λεμφοκυττάρων, η οποία παράγει ειδικές πρωτεΐνες. Αυτές οι πρωτεΐνες διακρίνονται στο κυκλοφορικό σύστημα. Αναγνωρίζουν τα ξένα σωματίδια, σχηματίζοντας έτσι μια καταστροφή βήμα εξαιρετικά ειδικό σύμπλοκο. Αυτές οι πρωτεΐνες αναφέρονται ως ανοσοσφαιρίνες. Μια αντιγόνα που αναφέρονται σε ξένες ουσίες που προκαλούν την απόκριση του ανοσοποιητικού συστήματος.

λειτουργία δομής

Επίσης, οι πρωτεΐνες που επιτελούν πολύ εξειδικευμένες λειτουργίες είναι επίσης εκείνες όπου η αξία σε μεγάλο βαθμό διαρθρωτική. Χάρη σ 'αυτούς, την προϋπόθεση ότι η μηχανική αντοχή και άλλες ιδιότητες των ιστών των ζωντανών οργανισμών. Αυτές οι πρωτεΐνες περιλαμβάνουν, κατά κύριο λόγο κολλαγόνο. Κολλαγόνο (φωτογραφία cm. Παρακάτω) σε θηλαστικά είναι περίπου το ένα τέταρτο της πρωτεϊνικής μάζας. Συντίθεται στην κύρια κύτταρα που συνθέτουν το συνδετικό ιστό (που ονομάζεται ινοβλάστες).

Αρχικά, το κολλαγόνο σχηματίζεται ως προκολλαγόνου - προδρόμου του ρέει χημική επεξεργασία σε ινοβλάστες. Στη συνέχεια διαμορφώνεται σε τρεις πολυπεπτιδικές αλυσίδες, συστρέφεται σε μια σπείρα. Έχουν έρθει μαζί έξω από ινοβλάστες σε ινίδια κολλαγόνου του μερικές εκατοντάδες νανόμετρα σε διάμετρο. Το τελευταίο σχηματίζοντας τα νημάτια κολλαγόνου, το οποίο μπορεί ήδη να δει κάτω από ένα μικροσκόπιο. Οι ελαστικές ιστούς (τοιχώματα των πνευμόνων, τα αιμοφόρα αγγεία στο δέρμα) εξωκυτταρική κολλαγόνου μήτρας επιπλέον, περιέχει επίσης ένα ελαστίνη πρωτεΐνη. Μπορεί να τεντωθεί σε ένα αρκετά ευρύ φάσμα και στη συνέχεια επιστρέφουν στην αρχική του κατάσταση. Ένα άλλο παράδειγμα είναι η δομική πρωτεΐνη που μπορεί να δώσει εδώ - είναι μετάξι fibroin. Είναι απομονώνεται κατά την διάρκεια του σχηματισμού των κάμπιες νύμφης σκώρο. Είναι το κύριο συστατικό του μεταξωτή κλωστή. Τώρα περιγράψει τις πρωτεΐνες του κινητήρα.

πρωτεΐνης κινητήρα

Και όσον αφορά την εφαρμογή των οχημάτων επεξεργάζεται μεγάλες βιολογικός ρόλος των πρωτεϊνών. Εν συντομία πείτε γι 'αυτό και τις λειτουργίες τους. σύσπαση των μυών - είναι μια διαδικασία κατά την οποία χημική ενέργεια μετατρέπεται σε μηχανικό έργο. Άμεση μέλη της είναι δύο πρωτεΐνες - μυοσίνη και ακτίνη. Μυοσίνη έχει μια πολύ ασυνήθιστη δομή. Σχηματίζεται από δύο σφαιρικά κεφαλής και ουράς (μακρύ νηματοειδές τμήμα). Περίπου 1600 nm είναι το μήκος ενός μορίου. Στις κεφαλές κλάσμα αντιπροσωπεύοντας έτσι περίπου 200 nm.

Ακτίνης (που απεικονίζεται ανωτέρω) - α σφαιρική πρωτεΐνη που έχει ένα μοριακό βάρος 42000. Μπορεί να είναι πολυμερισμένο για να σχηματίσουν μια μακρά δομή, και να αλληλεπιδρούν με τέτοιο τρόπο με μία κεφαλή της μυοσίνης. Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό αυτής της διαδικασίας - την εξάρτησή της από την παρουσία της ΑΤΡ. Εάν η συγκέντρωση του είναι αρκετά υψηλή, σχηματίζονται μυοσίνη και ακτίνη σύμπλοκο καταστρέφεται, τότε ανακτάται πάλι μετά την υδρόλυση ΑΤΡ εμφανίζεται ως αποτέλεσμα της μυοσίνης ΑΤΡάσης. Αυτή η διαδικασία μπορεί να παρατηρηθεί, για παράδειγμα, σε διάλυμα, όπου αμφότερες οι πρωτεΐνες είναι παρούσες. Γίνεται παχύρρευστο ως αποτέλεσμα του γεγονότος ότι σύμπλοκο υψηλού μοριακού βάρους που σχηματίζονται απουσία ΑΤΡ. Επιπλέον, μειώνει σημαντικά το ιξώδες λόγω της καταστροφής του συμπλόκου που δημιουργήθηκε, μετά την οποία αρχίζει σταδιακά να ανακτήσει, ως αποτέλεσμα της υδρόλυσης ΑΤΡ. Κατά τη διαδικασία της μυϊκής συστολής, αυτές οι αλληλεπιδράσεις παίζουν πολύ σημαντικό ρόλο.

αντιβιοτικά

Συνεχίζουμε να αποκαλύψει το θέμα «Ο βιολογικός ρόλος των πρωτεϊνών στο σώμα.» Πολύ μεγάλη και πολύ σημαντική ομάδα φυσικών ενώσεων είναι ουσίες που ονομάζονται αντιβιοτικά. Είναι μικροβιακής προέλευσης. Οι ουσίες αυτές διατίθενται ειδικά είδη μικροοργανισμών. Ο βιολογικός ρόλος των αμινοξέων και πρωτεϊνών είναι αναμφισβήτητη, αλλά τα αντιβιοτικά έχουν μια ειδική, πολύ σημαντική λειτουργία. Αναστέλλουν την ανάπτυξη των μικροοργανισμών που ανταγωνίζονται μαζί τους. Στη δεκαετία του 1940, η ανακάλυψη και η χρήση αντιβιοτικών έχει φέρει επανάσταση στη θεραπεία μολυσματικών ασθενειών που προκαλούνται από βακτήρια. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι στις περισσότερες περιπτώσεις τα αντιβιοτικά ιός δεν λειτουργούν, έτσι ώστε η χρήση τους ως αντι-ιικά φάρμακα είναι αναποτελεσματικά.

Παραδείγματα αντιβιοτικών

ομάδας πενικιλίνης ετέθη για πρώτη φορά στην πράξη. Παραδείγματα αυτής της ομάδας είναι αμπικιλλίνη και βενζυλπενικιλλίνη. Αντιβιοτικά σχετικά με το μηχανισμό της δράσης και χημικής φύσεως ποικιλόμορφη. Μερικά από αυτά τα οποία χρησιμοποιούνται ευρέως σήμερα, αλληλεπιδρούν με ανθρώπινη ριβοσώματα, ενώ σε βακτηριακά ριβοσώματα ανέστειλε την πρωτεϊνική σύνθεση. Την ίδια στιγμή που δεν αλληλεπιδρούν με ευκαρυωτικά ριβοσώματα. Ως εκ τούτου, για τα βακτηριακά κύτταρα είναι ολέθρια, και των ζώων και του ανθρώπου χαμηλή τοξικότητα. Τέτοια αντιβιοτικά περιλαμβάνουν στρεπτομυκίνη και χλωραμφενικόλη (χλωραμφενικόλη).

Ο βιολογικός ρόλος της πρωτεϊνικής σύνθεσης είναι πολύ σημαντική, αλλά η ίδια η διαδικασία έχει διάφορα στάδια. Θα μιλήσουμε γι 'αυτό μόνο σε γενικές γραμμές.

Η διαδικασία και ο βιολογικός ρόλος της βιοσύνθεσης πρωτεϊνών

Αυτή η διαδικασία είναι μια πολλαπλών σταδίων, πολύ περίπλοκη. Εμφανίζεται στα ριβοσώματα - ειδικά οργανίδια. Στο κλουβί υπάρχει μια σειρά από ριβοσώματα. Στην E. coli, για παράδειγμα, υπάρχουν περίπου 20 χιλιάδες.

«Περιγράψτε τη διαδικασία της βιοσύνθεσης πρωτεϊνών και βιολογικό ρόλο» - ένα έργο που πολλοί από εμάς λαμβάνουν στο σχολείο. Και αυτό προκάλεσε πολλές δυσκολίες. Λοιπόν, ας μάθουμε μαζί.

πρωτεϊνικά μόρια είναι πολυπεπτιδικές αλυσίδες. Αποτελούνται, όπως ήδη γνωρίζετε, από τα μεμονωμένα αμινοξέα. Ωστόσο, το τελευταίο δεν είναι αρκετά δραστική. Προκειμένου να συνδεθούν και να σχηματίσουν ένα μόριο πρωτεΐνης, που απαιτούν ενεργοποίηση. Εμφανίζεται σαν αποτέλεσμα ειδικών ενζύμων. Κάθε αμινοξύ σε αυτήν την περίπτωση έχει τη δική του ενζύμου της, ειδικά συντονισμένοι ακριβώς σε αυτό. Η πηγή ενέργειας για αυτή τη διαδικασία είναι ΑΤΡ (τριφωσφορική αδενοσίνη). Το αμινοξύ που προκύπτει από την ενεργοποίηση γίνεται πιο ασταθή και δεσμεύει κάτω από τη δράση του ενζύμου με m-RNA, η οποία μεταφέρει στο ριβόσωμα (εξαιτίας αυτού του RNA που ονομάζεται μεταφοράς). Το ριβόσωμα, ως εκ τούτου, δρουν συνδεδεμένο με tRNA ενεργοποιημένα αμινοξέα. Ριβόσωμα - ένα είδος μεταφορέα για τη συναρμολόγηση του εισερχόμενου αμινοξέος της πρωτεϊνικής αλυσίδας.

Σύνθεση του ρόλου της πρωτεΐνης είναι δύσκολο να υπερεκτιμηθεί, όπως συντίθεται ενώσεις συμπεριφέρονται πολύ σημαντικές λειτουργίες. Σχεδόν όλες οι κυτταρικές δομές αποτελούνται από αυτούς.

Έτσι, έχουμε περιγράψει σε γενικές γραμμές, η διαδικασία της βιοσύνθεσης πρωτεϊνών και βιολογικό ρόλο. Αυτό καταλήγει εξοικείωση με πρωτεΐνες. Ελπίζουμε να έχουμε την επιθυμία να συνεχίσει.