Pomen, vloga in funkcija proteinov v celici. Kakšno funkcijo izvaja veverica v celici?

Proteini so najpomembnejši organske snovi,

Glavne funkcije beljakovin

Funkcije beljakovin v telesu so raznolike. Vsaka skupina ima določeno kemično strukturo, opravlja eno specializirano "delo". V nekaterih primerih je več vrst proteinov med seboj povezanih. Odgovorni so za različne faze posameznega procesa. Ali pa naenkrat prizadenejo več ljudi. Regulatorno funkcijo beljakovin na primer izvajajo encimi in hormoni. Ta pojav je mogoče zamisliti, spominjati hormonskega adrenalina. Proizvaja ga nadledvična bolha. Vstop v krvne žile povečuje količino kisika v krvi. Krvni tlak se zviša, vsebnost sladkorja se poveča. To spodbuja metabolne procese. Adrenalin je tudi posrednik živčnega sistema pri ribah, dvoživkih in plazilcih.

Enzimska funkcija

Številne biokemične reakcije, ki potekajo v celicah živih organizmov, potekajo pri visokih temperaturah in z nevtralnim pH. V takih razmerah je stopnja njihovega prehoda premajhna, zato so potrebni specializirani katalizatorji, imenovani encimi. Vsa njihova raznolikost je združena v 6 razredov, ki se razlikujejo po specifičnosti ukrepa. Encimi se sintetizirajo na ribosome v celicah. Njihova študija se ukvarja z znanostjo o encimologiji.

Brez dvoma je regulatorna funkcija beljakovin nemogoča. Imajo visoko selektivnost delovanja. Njihovo delovanje lahko regulirajo zaviralci in aktivatorji. Poleg tega encimi običajno kažejo specifičnost substratov. Poleg tega je encimska aktivnost odvisna od pogojev v telesu in še posebej v celicah. Njihov učinek pretočnega pritiska kisel pH, temperatura, ionsko jakost raztopine, t.j. koncentracija soli v citoplazmi.

Transportna funkcija proteinov

Celico je treba nenehno dobavljati s potrebnimi mineralnimi in organskimi snovmi. Potrebni so kot gradbeni materiali in energetski viri v celicah. Ampak mehanizem njihovega prejema je precej zapleten. Celične membrane sestavljajo ne le proteini. Biološke membrane temeljijo na principu dvojne plasti lipidov. Različni proteini so med njimi zgrajeni. Zelo pomembno je, da so hidrofilna območja na površini membrane in da so hidrofobne regije v njegovi debelini. Tako takšna struktura omogoča, da je ovojnica neprepustna. Prek tega ne moremo samostojno, brez "pomoči", iti skozi tako pomembne sestavine kot sladkorji, ionov metolov in aminokislin. Skozi citoplazemsko membrano v citoplazmo jih prevažajo specializirani proteini, ki so vgrajeni v sloje lipidov.

Prevoz snovi iz enega organa v drugega

Vendar se transportna funkcija proteinov ne uresničuje samo med medcelična snov in celic. Nekatere pomembne fiziološke procese nujno za snov iz enega organa na drugega. Na primer, prevoz krvni protein - serumski albumin. To je obdarjen z edinstveno sposobnost, da dobimo spojino s maščobnih kislin, ki se pojavljajo pri prebavi maščob, z zdravili kot tudi s steroidnimi hormoni. Pomembni nosilni proteini so hemoglobina in (dali kisik molekula) transferina (povezovanje z železovih ionov) in tseruplazmin (tvorbo kompleksov z bakrom).

Signalna funkcija proteinov

Proteinski receptorji so zelo pomembni v fizioloških procesih v večceličnih celicah. Vgrajene so v plazemski membrani. Uporabljajo se za zaznavanje in dekodiranje različnih vrst signalov, ki se neprekinjeno pretok v celice ne le iz sosednjih tkiv, temveč tudi iz zunanjega okolja. V današnjem času je morda najbolj proučevani proteinski receptor acetilholin. Nahaja se v vrsti interneuronalnih stikov na celični membrani.

Toda signalna funkcija proteinov ni le znotraj celic. Veliko hormonov se veže na specifične receptorje na njihovi površini. Tako oblikovana povezava je signal, ki aktivira fiziološke procese v celicah. Primer takšnih proteinov je insulin, ki deluje v sistemu adenilat ciklaze.

Zaščitna funkcija

Funkcije proteinov v celici so različne. Nekateri so vpleteni v imunski odziv. To ščiti telo pred okužbami. Imunski sistem se lahko odzove na odkritih tujih povzročiteljih s sintezo ogromnega števila limfocitov. Te snovi lahko selektivno škodujejo tem sredstvom, so lahko tuje za telo, na primer bakterije, supramolekularni delci ali pa so lahko rakave celice.

Ena od skupin - beta-limfociti - proizvaja beljakovine, ki padejo v krvni obtok. Imajo zelo zanimivo funkcijo. Ti proteini morajo prepoznati tuje celice in makromolekule. Nato se povežejo z njimi, ki tvorijo zapleteno, ki je predmet uničenja. Ti proteini se imenujejo imunoglobulini. Tuje komponente so same antigene. In imunoglobulini, ki jim ustrezajo - protitelesa.

Strukturna funkcija

V telesu so poleg visoko specializiranih tudi strukturni proteini. Potrebno je zagotoviti mehansko moč. Te funkcije proteinov v celici so pomembne za vzdrževanje oblike in ohranjanje mladosti telesa. Najbolj znan je kolagen. To je glavni protein ekstracelularne matrice veznih tkiv. Pri višjih sesalcih je do 1/4 celotne mase beljakovin. Kolagen se sintetizira v fibroblastih, ki so glavne celice veznih tkiv.

Takšne funkcije proteinov v celici so zelo pomembne. Poleg kolagena je znan tudi drugi strukturni protein, elastin. Je tudi sestavni del ekstracelularne matrice. Elastin lahko tkivu omogoča, da se raztezajo v določenih mejah in se enostavno vrnejo v svojo prvotno obliko. Drug primer strukturnega proteina je fibroin, ki ga najdemo v gosenicah sviloprejk. To je glavni sestavni del svilenih niti.

Motorni proteini

Vloge beljakovin v celici ni mogoče preceniti. Sodelujejo pri delu mišic. Krčenje mišic je pomemben fiziološki proces. Posledično se ATP pretvori v kemično energijo, shranjeno kot makromolekule. Neposredni udeleženci v procesu sta dva proteina - aktin in miozin.

Ti motorni proteini so nitaste molekule, ki delujejo v kontraktilnem sistemu skeletnih mišic. Te so tudi v ne-mišičnih tkivih v evkariontskih celicah. Drug primer motornih proteinov je tubulin. Iz nje so zgrajene mikrotubule, ki so pomemben element ploskve in cilia. Tudi mikrotubule, ki vsebujejo tubulin, so odkrite v celicah živčnega sistema živalsko tkivo.

Antibiotiki

Zaščitna vloga beljakovin v celici je ogromna. Del je dodeljen skupini, ki se imenuje antibiotika. To so snovi naravnega izvora, ki se sintetizirajo v bakterijah, mikroskopskih glivah in drugih mikroorganizmih. Namenjeni so zatiranju fizioloških procesov drugih konkurenčnih organizmov. Antibiotiki beljakovinskega izvora so bili odkriti v 40. letih prejšnjega stoletja. Revolucionirali so zdravilo, kar je močno spodbudilo razvoj.

Antibiotiki so po svoji kemični naravi zelo raznolika skupina. Razlikujejo se v mehanizmu delovanja. Nekateri vplivajo sinteza beljakovin v notranjosti celic, druga blokira proizvodnjo pomembnih encimov, drugi zatirata rast, četrti - reprodukcija. Na primer, znani streptomicin deluje z ribosomi bakterijskih celic. Tako sinteza beljakovin v njih dramatično upočasni. Hkrati ti antibiotiki ne delujejo z evkariotskimi ribosomi človeškega telesa. To pomeni, da za višje sesalce te snovi niso strupene.

To niso vse funkcije beljakovin v celici. Tabela antibiotičnih snovi omogoča določanje drugih visoko specializiranih ukrepov, ki jih lahko te specifične naravne spojine izvajajo na bakterijah in ne le na njih. Trenutno se preučujejo antibiotični proteini, ki pri komuniciranju z DNK kršijo procese, povezane z izvedbo dednih informacij. Medtem ko se takšne snovi uporabljajo le za kemoterapijo onkoloških bolezni. Primer takšne antibiotične substance je daktinomicin, ki ga sintetizirajo aktinomiceti.

Toksini

Proteini v celici opravljajo zelo specifično in celo izredno funkcijo. Številni živi organizmi proizvajajo strupene snovi - toksine. Po svoji naravi so to proteini in zapleteni nizko-molekularni organske spojine. Primer je strupena glivna celuloza bleda kozarca.

Rezervni in prehrambeni proteini

Nekatere beljakovine izpolnjujejo funkcijo zagotavljanja hrane za zarodke živali in rastlin. Veliko takšnih primerov je. To je pomen beljakovin v celici semen žitaric. Na prvih stopnjah svojega razvoja bodo hranili nastajajoče se rudimentarno rastlin. Pri živalih so prehrambeni proteini jajčni albumin in kazein mleka.

Neizkušene lastnosti proteinov

Zgornji primeri so le del, ki je že dovolj raziskan. Toda v naravi je veliko skrivnosti. Beljakovine v celici številnih vrst so edinstvene in trenutno jih je težko celo razvrstiti. Na primer, monelin je beljakovina, ki jo najdemo in izoliramo iz afriške rastline. Slast je okusen, vendar ne povzroča debelosti in ni strupen. V prihodnosti je to lahko odličen nadomestek za sladkor. Drug primer - beljakovina, ki jo najdemo v nekaterih arktičnih ribah, preprečuje zamrznitev krvi, ki deluje kot protikorozijsko sredstvo v dobesednem pomenu te primerjave. Številne žuželke v sklepnih sklepih so odkrile beljakovino gume, ki ima edinstveno, skoraj idealno elastičnost. In to nikakor ni vse primere snovi, ki jih še ni treba preučevati in razvrščati.