Proteïene, waarvan die biologiese rol vandag oorweeg sal word, is makromolekulêre verbindings wat uit aminosure gebou is. Onder alle ander organiese verbindings is hulle van die mees komplekse in hul struktuur. Volgens die elementêre samestelling verskil proteïene van vette en koolhidrate: benewens suurstof, waterstof en koolstof bevat hulle ook stikstof. Boonop is swael 'n onontbeerlike komponent van die belangrikste proteïene, en sommige bevat jodium, yster en fosfor.
Die biologiese rol van proteïen is baie hoog. Dit is hierdie verbindings wat die grootste deel van die massa van protoplasma uitmaak, sowel as die kerne van lewende selle. Proteïene word in alle dier- en plantorganismes aangetref.
Een of meer funksies
Die biologiese rol en funksies van hul verskillende verbindings verskil. As 'n stof met 'n spesifieke chemiese struktuur verrig elke proteïen 'n hoogs gespesialiseerde funksie. Slegs in sommige gevalle kan dit verskeie onderling verbinde gelyktydig uitvoer. Byvoorbeeld, adrenalien, wat in die medulla geproduseer wordbyniere, wat die bloedstroom binnedring, verhoog bloeddruk en suurstofverbruik, bloedsuiker. Daarbenewens is dit 'n stimulant van metabolisme, en by koelbloedige diere is dit ook 'n bemiddelaar van die senuweestelsel. Soos jy kan sien, voer dit baie funksies gelyktydig uit.
Ensiematiese (katalitiese) funksie
Diverse biochemiese reaksies wat in lewende organismes voorkom, word uitgevoer in ligte toestande, waarin die temperatuur naby 40°C is, en die pH-waardes byna neutraal is. Onder hierdie toestande is die vloeitempo's van baie van hulle weglaatbaar. Daarom, om hulle te laat realiseer, is ensieme nodig - spesiale biologiese katalisators. Byna alle reaksies, behalwe die fotolise van water, word in lewende organismes deur ensieme gekataliseer. Hierdie elemente is óf proteïene óf komplekse van proteïene met 'n kofaktor (organiese molekule of metaalioon). Ensieme tree baie selektief op en begin die nodige proses. Dus, die katalitiese funksie wat hierbo bespreek is, is een van dié wat proteïene verrig. Die biologiese rol van hierdie verbindings is egter nie beperk tot die implementering daarvan nie. Daar is baie meer kenmerke waarna ons hieronder sal kyk.
Vervoerfunksie
Vir die bestaan van 'n sel is dit nodig dat baie stowwe daarin ingaan, wat dit van energie en boumateriaal voorsien. Alle biologiese membrane is in 'n gemeenskaplike geboubeginsel. Dit is 'n dubbele laag lipiede, proteïene word daarin gedompel. Terselfdertyd word hidrofiele streke van makromolekules op die oppervlak van die membrane gekonsentreer, en hidrofobiese "sterte" word in hul dikte gekonsentreer. Hierdie struktuur bly ondeurdringbaar vir belangrike komponente: aminosure, suikers, alkalimetaalione. Die penetrasie van hierdie elemente in die sel vind plaas met behulp van vervoerproteïene wat in die selmembraan ingebed is. Bakterieë het byvoorbeeld 'n spesiale proteïen wat laktose (melksuiker) oor die buitenste membraan vervoer.
Veelsellige organismes het 'n stelsel om verskeie stowwe van een orgaan na 'n ander te vervoer. Ons praat hoofsaaklik oor hemoglobien (foto hierbo). Daarbenewens is serumalbumien (transportproteïen) voortdurend in die bloedplasma teenwoordig. Dit het die vermoë om sterk komplekse te vorm met vetsure wat tydens die vertering van vette gevorm word, sowel as met 'n aantal hidrofobiese aminosure (byvoorbeeld met triptofaan) en met baie middels (sommige penisilliene, sulfonamiede, aspirien). Transferrien, wat die vervoer van ysterione in die liggaam bemiddel, is nog 'n voorbeeld. Ons kan ook ceruplasmin noem, wat koperione dra. Dus, ons het die vervoerfunksie wat proteïene verrig, oorweeg. Hulle biologiese rol is ook baie belangrik vanuit hierdie oogpunt.
Reseptorfunksie
Reseptorproteïene is van groot belang, veral vir die lewensondersteuning van meersellige organismes. Hulle is ingebouin die plasmaselmembraan en dien om die seine wat die sel binnedring waar te neem en verder te transformeer. In hierdie geval kan die seine beide van ander selle en van die omgewing af wees. Asetielcholienreseptore word tans die meeste bestudeer. Hulle is geleë in 'n aantal interneuronale kontakte op die selmembraan, insluitend by neuromuskulêre aansluitings, in die serebrale korteks. Hierdie proteïene tree in wisselwerking met asetielcholien en stuur 'n sein na die sel oor.
Die neurotransmitter om die sein te ontvang en om te skakel, moet verwyder word sodat die sel die geleentheid het om voor te berei vir die persepsie van verdere seine. Hiervoor word asetielcholienesterase gebruik - 'n spesiale ensiem wat die hidrolise van asetielcholien na cholien en asetaat kataliseer. Is dit nie waar dat die reseptorfunksie wat proteïene verrig ook baie belangrik is nie? Die biologiese rol van die volgende, beskermende funksie vir die liggaam is enorm. Mens kan eenvoudig nie hiermee saamstem nie.
Beskermingsfunksie
In die liggaam reageer die immuunstelsel op die voorkoms van vreemde deeltjies daarin deur 'n groot aantal limfosiete te produseer. Hulle is in staat om elemente selektief te beskadig. Sulke vreemde deeltjies kan kankerselle, patogene bakterieë, supramolekulêre deeltjies (makromolekules, virusse, ens.) wees. B-limfosiete is 'n groep limfosiete wat spesiale proteïene produseer. Hierdie proteïene word in die bloedsomloopstelsel vrygestel. Hulle herken vreemde deeltjies, terwyl hulle 'n hoogs spesifieke kompleks vorm tydens die vernietigingstadium. Hierdie proteïene word immunoglobuliene genoem. Vreemde stowwe word antigene genoem.wat 'n immuunstelselreaksie veroorsaak.
Struktuurfunksie
Behalwe proteïene wat hoogs gespesialiseerde funksies verrig, is daar ook dié waarvan die betekenis hoofsaaklik struktureel is. Danksy hulle word meganiese sterkte verskaf, sowel as ander eienskappe van die weefsels van lewende organismes. Hierdie proteïene sluit eerstens kollageen in. Kollageen (foto hieronder) in soogdiere maak ongeveer 'n kwart van die massa proteïene uit. Dit word gesintetiseer in die hoofselle waaruit bindweefsel bestaan (genoem fibroblaste).
Aanvanklik word kollageen as prokollageen gevorm - die voorloper daarvan, wat chemiese verwerking in fibroblaste ondergaan. Dan word dit gevorm in die vorm van drie polipeptiedkettings wat in 'n spiraal gedraai is. Hulle kombineer reeds buite die fibroblaste in kollageenfibrille van etlike honderde nanometers in deursnee. Laasgenoemde vorm kollageenfilamente, wat reeds onder 'n mikroskoop gesien kan word. In elastiese weefsels (wande van die longe, bloedvate, vel) bevat die ekstrasellulêre matriks, benewens kollageen, ook die proteïen elastien. Dit kan oor 'n redelik wye reeks strek en dan terugkeer na sy oorspronklike toestand. Nog 'n voorbeeld van 'n strukturele proteïen wat hier gegee kan word, is syfibroïen. Dit word geïsoleer tydens die vorming van die papie van die sywurmruspe. Dit is die hoofkomponent van sydrade. Kom ons gaan aan na die beskrywing van motorproteïene.
Motorproteïene
En in die implementering van motoriese prosesse is die biologiese rol van proteïene groot. Kom ons praat kortliks oor hierdie funksie. Spiersametrekking is die proses waartydens chemiese energie in meganiese werk omgeskakel word. Die direkte deelnemers is twee proteïene - miosien en aktien. Miosien het 'n baie ongewone struktuur. Dit word gevorm uit twee bolvormige koppe en 'n stert ('n lang filamentagtige deel). Ongeveer 1600 nm is die lengte van een molekule. Die koppe is verantwoordelik vir ongeveer 200 nm.
Aktien (foto hierbo) is 'n bolvormige proteïen met 'n molekulêre gewig van 42 000. Dit kan polimeriseer om 'n lang struktuur te vorm en in hierdie vorm met die miosienkop in wisselwerking tree. 'n Belangrike kenmerk van hierdie proses is die afhanklikheid daarvan van die teenwoordigheid van ATP. As die konsentrasie daarvan hoog genoeg is, word die kompleks wat deur miosien en aktien gevorm word vernietig, en dan word dit weer herstel nadat ATP-hidrolise plaasvind as gevolg van die werking van miosien ATPase. Hierdie proses kan byvoorbeeld waargeneem word in 'n oplossing waarin beide proteïene teenwoordig is. Dit word viskeus as gevolg van die vorming van 'n hoë molekulêre gewig kompleks in die afwesigheid van ATP. Wanneer dit bygevoeg word, neem die viskositeit skerp af as gevolg van die vernietiging van die geskepde kompleks, waarna dit geleidelik begin herstel as gevolg van ATP-hidrolise. In die proses van spiersametrekking speel hierdie interaksies 'n baie belangrike rol.
Antibiotika
Ons gaan voort om die onderwerp "Die biologiese rol van proteïen in die liggaam" te openbaar. 'n Baie groot en baie belangrike groepnatuurlike verbindings vorm stowwe wat antibiotika genoem word. Hulle is van mikrobiese oorsprong. Hierdie stowwe word deur spesiale tipes mikroörganismes afgeskei. Die biologiese rol van aminosure en proteïene is onbetwisbaar, maar antibiotika vervul 'n spesiale, baie belangrike funksie. Hulle inhibeer die groei van mikroörganismes wat met hulle meeding. In die 1940's het die ontdekking en gebruik van antibiotika 'n rewolusie in die behandeling van aansteeklike siektes veroorsaak wat deur bakterieë veroorsaak word. Daar moet kennis geneem word dat antibiotika in die meeste gevalle nie op virusse werk nie, dus is dit ondoeltreffend om dit as antivirale middels te gebruik.
Voorbeelde van antibiotika
Die penisilliengroep was die eerste wat in die praktyk toegepas is. Voorbeelde van hierdie groep is ampicillien en bensielpenisillien. Antibiotika is uiteenlopend in hul werkingsmeganisme en chemiese aard. Sommige van dié wat vandag wyd gebruik word, werk in wisselwerking met menslike ribosome, terwyl proteïensintese in bakteriële ribosome geïnhibeer word. Terselfdertyd het hulle skaars interaksie met eukariotiese ribosome. Daarom is hulle vernietigend vir bakteriële selle, en effens giftig vir diere en mense. Hierdie antibiotika sluit streptomisien en levomisietien (chlooramfenikol) in.
Die biologiese rol van proteïenbiosintese is baie belangrik, en hierdie proses self het verskeie stadiums. Ons sal net in algemene terme daaroor praat.
Die proses en biologiese rol van proteïenbiosintese
Hierdie proses is multi-stap en baie kompleks. Dit kom voor in ribosome -spesiale organelle. Die sel bevat baie ribosome. E. coli, byvoorbeeld, het ongeveer 20 duisend van hulle.
"Beskryf die proses van proteïenbiosintese en die biologiese rol daarvan" - so 'n taak wat baie van ons op skool ontvang het. En vir baie was dit moeilik. Wel, kom ons probeer dit saam uitvind.
Proteïenmolekules is polipeptiedkettings. Hulle bestaan, soos jy reeds weet, uit individuele aminosure. Laasgenoemde is egter nie aktief genoeg nie. Om 'n proteïenmolekule te kombineer en te vorm, benodig hulle aktivering. Dit kom voor as gevolg van die werking van spesiale ensieme. Elke aminosuur het sy eie ensiem wat spesifiek daarop ingestel is. Die energiebron vir hierdie proses is ATP (adenosientrifosfaat). As gevolg van aktivering word die aminosuur meer labiel en bind onder die werking van hierdie ensiem aan t-RNA, wat dit na die ribosoom oordra (daarom word hierdie RNA vervoer genoem). Geaktiveerde aminosure wat met tRNA verbind word, gaan dus die ribosoom binne. Die ribosoom is 'n soort vervoerband vir die samestelling van proteïenkettings van inkomende aminosure.
Die rol van proteïensintese is moeilik om te oorskat, aangesien die gesintetiseerde verbindings baie belangrike funksies verrig. Byna alle sellulêre strukture bestaan daaruit.
Dus, ons het in algemene terme die proses van proteïenbiosintese en die biologiese rol daarvan beskryf. Dit sluit ons inleiding tot proteïene af. Ons hoop jy het die begeerte om daarmee voort te gaan.
