Protein, ang biological na papel na isasaalang-alang ngayon, ay mga macromolecular compound na binuo mula sa mga amino acid. Sa lahat ng iba pang mga organikong compound, ang mga ito ay kabilang sa mga pinaka kumplikado sa kanilang istraktura. Ayon sa elementong komposisyon, ang mga protina ay naiiba sa taba at carbohydrates: bilang karagdagan sa oxygen, hydrogen at carbon, naglalaman din sila ng nitrogen. Bilang karagdagan, ang sulfur ay isang kailangang-kailangan na bahagi ng pinakamahahalagang protina, at ang ilan ay naglalaman ng iodine, iron at phosphorus.
Ang biological na papel ng protina ay napakataas. Ang mga compound na ito ang bumubuo sa karamihan ng masa ng protoplasm, pati na rin ang nuclei ng mga buhay na selula. Ang mga protina ay matatagpuan sa lahat ng organismo ng hayop at halaman.
Isa o higit pang function
Ang biyolohikal na papel at mga tungkulin ng kanilang iba't ibang compound ay iba. Bilang isang sangkap na may isang tiyak na istraktura ng kemikal, ang bawat protina ay gumaganap ng isang napaka-espesyal na pag-andar. Tanging sa ilang mga kaso maaari itong magsagawa ng ilang magkakaugnay na mga sabay-sabay. Halimbawa, adrenaline, na ginawa sa medullaAng mga adrenal glandula, na pumapasok sa daluyan ng dugo, ay nagpapataas ng presyon ng dugo at pagkonsumo ng oxygen, asukal sa dugo. Bilang karagdagan, ito ay isang stimulant ng metabolismo, at sa mga hayop na may malamig na dugo ito rin ay isang tagapamagitan ng nervous system. Gaya ng nakikita mo, gumaganap ito ng maraming function nang sabay-sabay.
Enzymatic (catalytic) function
Ang magkakaibang mga biochemical na reaksyon na nagaganap sa mga buhay na organismo ay isinasagawa sa banayad na mga kondisyon, kung saan ang temperatura ay malapit sa 40°C, at ang mga halaga ng pH ay halos neutral. Sa ilalim ng mga kundisyong ito, ang mga rate ng daloy ng marami sa kanila ay bale-wala. Samakatuwid, upang maisakatuparan ang mga ito, kailangan ang mga enzyme - mga espesyal na biological catalyst. Halos lahat ng mga reaksyon, maliban sa photolysis ng tubig, ay na-catalyzed sa mga buhay na organismo ng mga enzyme. Ang mga elementong ito ay alinman sa mga protina o complex ng mga protina na may cofactor (organic molecule o metal ion). Ang mga enzyme ay kumikilos nang napakapili, na nagsisimula sa kinakailangang proseso. Kaya, ang catalytic function na tinalakay sa itaas ay isa sa mga ginagawa ng mga protina. Ang biological na papel ng mga compound na ito, gayunpaman, ay hindi limitado sa pagpapatupad nito. Marami pang feature na titingnan natin sa ibaba.
Transport function
Para sa pagkakaroon ng isang cell, kinakailangan na maraming mga sangkap ang pumasok dito, na nagbibigay dito ng enerhiya at materyales sa gusali. Lahat ng biological lamad ay binuo sa isang karaniwanprinsipyo. Ito ay isang dobleng layer ng mga lipid, ang mga protina ay nahuhulog dito. Kasabay nito, ang mga hydrophilic na rehiyon ng macromolecules ay puro sa ibabaw ng mga lamad, at ang hydrophobic "tails" ay puro sa kanilang kapal. Ang istraktura na ito ay nananatiling hindi natatagusan sa mahahalagang bahagi: mga amino acid, asukal, alkali metal ions. Ang pagtagos ng mga elementong ito sa cell ay nangyayari sa tulong ng mga transport protein na naka-embed sa lamad ng cell. Ang bakterya, halimbawa, ay may espesyal na protina na nagdadala ng lactose (asukal sa gatas) sa panlabas na lamad.
Ang mga multicellular na organismo ay may sistema para sa pagdadala ng iba't ibang sangkap mula sa isang organ patungo sa isa pa. Pangunahing pinag-uusapan natin ang hemoglobin (nakalarawan sa itaas). Bilang karagdagan, ang serum albumin (transport protein) ay patuloy na naroroon sa plasma ng dugo. Ito ay may kakayahang bumuo ng mga malakas na complex na may mga fatty acid na nabuo sa panahon ng pagtunaw ng mga taba, pati na rin sa isang bilang ng mga hydrophobic amino acid (halimbawa, may tryptophan) at may maraming mga gamot (ilang penicillins, sulfonamides, aspirin). Ang Transferrin, na namamagitan sa transportasyon ng mga iron ions sa katawan, ay isa pang halimbawa. Maaari din nating banggitin ang ceruplasmin, na nagdadala ng mga ion na tanso. Kaya, isinasaalang-alang namin ang function ng transportasyon na ginagawa ng mga protina. Napakahalaga rin ng kanilang biyolohikal na papel mula sa puntong ito.
Receptor function
Ang
Receptor proteins ay napakahalaga, lalo na para sa life support ng mga multicellular organism. Naka-built in na silasa plasma cell lamad at nagsisilbi upang maramdaman at higit pang baguhin ang mga signal na pumapasok sa cell. Sa kasong ito, ang mga signal ay maaaring mula sa iba pang mga cell at mula sa kapaligiran. Ang mga acetylcholine receptor ay kasalukuyang pinaka-pinag-aralan. Matatagpuan ang mga ito sa isang bilang ng mga interneuronal contact sa cell membrane, kabilang ang mga neuromuscular junctions, sa cerebral cortex. Nakikipag-ugnayan ang mga protinang ito sa acetylcholine at nagpapadala ng signal sa cell.
Ang neurotransmitter upang matanggap ang signal at i-convert ito ay dapat alisin upang ang cell ay magkaroon ng pagkakataon na maghanda para sa pang-unawa ng karagdagang mga signal. Para sa mga ito, ang acetylcholinesterase ay ginagamit - isang espesyal na enzyme na catalyzes ang hydrolysis ng acetylcholine sa choline at acetate. Hindi ba't napakahalaga din ng receptor function na ginagawa ng mga protina? Ang biological na papel ng susunod, proteksiyon na function para sa katawan ay napakalaki. Hindi maaaring hindi sumang-ayon dito ang isa.
Proteksyon function
Sa katawan, tumutugon ang immune system sa paglitaw ng mga dayuhang particle dito sa pamamagitan ng paggawa ng malaking bilang ng mga lymphocytes. Nagagawa nilang masira ang mga elemento nang pili. Ang nasabing mga dayuhang particle ay maaaring mga selula ng kanser, pathogenic bacteria, supramolecular particle (macromolecules, virus, atbp.). Ang B-lymphocytes ay isang grupo ng mga lymphocytes na gumagawa ng mga espesyal na protina. Ang mga protina na ito ay inilabas sa sistema ng sirkulasyon. Kinikilala nila ang mga dayuhang particle, habang bumubuo ng isang partikular na kumplikado sa yugto ng pagkawasak. Ang mga protina na ito ay tinatawag na immunoglobulins. Ang mga dayuhang sangkap ay tinatawag na antigens.na nagpapalitaw ng tugon ng immune system.
Structural function
Bukod sa mga protina na gumaganap ng mataas na espesyalisadong mga pag-andar, mayroon ding mga na ang kahalagahan ay pangunahing istruktura. Salamat sa kanila, ang lakas ng makina ay ibinigay, pati na rin ang iba pang mga katangian ng mga tisyu ng mga nabubuhay na organismo. Kabilang sa mga protina na ito, una sa lahat, ang collagen. Ang collagen (nakalarawan sa ibaba) sa mga mammal ay bumubuo ng halos isang-kapat ng masa ng mga protina. Na-synthesize ito sa mga pangunahing selula na bumubuo sa connective tissue (tinatawag na fibroblast).
Sa una, ang collagen ay nabuo bilang procollagen - ang precursor nito, na sumasailalim sa pagproseso ng kemikal sa mga fibroblast. Pagkatapos ito ay nabuo sa anyo ng tatlong polypeptide chain na napilipit sa isang spiral. Pinagsasama-sama na nila ang nasa labas ng mga fibroblast sa mga collagen fibril na ilang daang nanometer ang lapad. Ang huli ay bumubuo ng mga collagen filament, na makikita na sa ilalim ng mikroskopyo. Sa nababanat na mga tisyu (mga pader ng baga, mga daluyan ng dugo, balat), ang extracellular matrix, bilang karagdagan sa collagen, ay naglalaman din ng protina na elastin. Maaari itong mag-abot sa isang medyo malawak na hanay at pagkatapos ay bumalik sa orihinal nitong estado. Ang isa pang halimbawa ng isang istrukturang protina na maaaring ibigay dito ay silk fibroin. Ito ay nakahiwalay sa panahon ng pagbuo ng pupa ng silkworm caterpillar. Ito ang pangunahing bahagi ng mga sinulid na sutla. Lumipat tayo sa paglalarawan ng mga protina ng motor.
Mga protina ng motor
At sa pagpapatupad ng mga proseso ng motor, ang biological na papel ng mga protina ay mahusay. Pag-usapan natin sandali ang tungkol sa function na ito. Ang pag-urong ng kalamnan ay ang proseso kung saan ang enerhiya ng kemikal ay na-convert sa mekanikal na gawain. Ang mga direktang kalahok nito ay dalawang protina - myosin at actin. Ang Myosin ay may napaka kakaibang istraktura. Ito ay nabuo mula sa dalawang globular na ulo at isang buntot (isang mahabang filamentous na bahagi). Humigit-kumulang 1600 nm ang haba ng isang molekula. Ang mga ulo ay humigit-kumulang 200 nm.
Ang
Actin (nakalarawan sa itaas) ay isang globular protein na may molecular weight na 42,000. Maaari itong mag-polymerize upang bumuo ng mahabang istraktura at makipag-ugnayan sa form na ito sa myosin head. Ang isang mahalagang tampok ng prosesong ito ay ang pagtitiwala nito sa pagkakaroon ng ATP. Kung ang konsentrasyon nito ay sapat na mataas, ang kumplikadong nabuo ng myosin at actin ay nawasak, at pagkatapos ay naibalik muli pagkatapos ng ATP hydrolysis ay nangyayari bilang isang resulta ng pagkilos ng myosin ATPase. Ang prosesong ito ay maaaring maobserbahan, halimbawa, sa isang solusyon kung saan ang parehong mga protina ay naroroon. Ito ay nagiging malapot bilang isang resulta ng pagbuo ng isang mataas na molekular na timbang complex sa kawalan ng ATP. Kapag ito ay idinagdag, ang lagkit ay bumababa nang husto dahil sa pagkasira ng nilikha na kumplikado, pagkatapos nito ay unti-unting nagsisimulang mabawi bilang isang resulta ng ATP hydrolysis. Sa proseso ng pag-urong ng kalamnan, ang mga pakikipag-ugnayang ito ay may napakahalagang papel.
Antibiotics
Patuloy naming ibinubunyag ang paksang "Ang biyolohikal na papel ng protina sa katawan." Isang napakalaki at napakahalagang grupoAng mga likas na compound ay bumubuo ng mga sangkap na tinatawag na antibiotics. Ang mga ito ay nagmula sa microbial. Ang mga sangkap na ito ay tinatago ng mga espesyal na uri ng mga mikroorganismo. Ang biological na papel ng mga amino acid at protina ay hindi mapag-aalinlanganan, ngunit ang mga antibiotic ay gumaganap ng isang espesyal, napakahalagang function. Pinipigilan nila ang paglaki ng mga mikroorganismo na nakikipagkumpitensya sa kanila. Noong 1940s, binago ng pagtuklas at paggamit ng mga antibiotic ang paggamot ng mga nakakahawang sakit na dulot ng bakterya. Dapat tandaan na sa karamihan ng mga kaso, ang mga antibiotic ay hindi gumagana sa mga virus, kaya ang paggamit sa mga ito bilang mga antiviral na gamot ay hindi epektibo.
Mga halimbawa ng antibiotic
Ang grupong penicillin ang unang naisabuhay. Ang mga halimbawa ng grupong ito ay ang ampicillin at benzylpenicillin. Ang mga antibiotic ay magkakaiba sa kanilang mekanismo ng pagkilos at kemikal na kalikasan. Ang ilan sa mga malawakang ginagamit ngayon ay nakikipag-ugnayan sa mga ribosom ng tao, habang ang synthesis ng protina ay pinipigilan sa mga bacterial ribosome. Kasabay nito, halos hindi sila nakikipag-ugnayan sa mga eukaryotic ribosome. Samakatuwid, ang mga ito ay mapanira para sa mga bacterial cell, at bahagyang nakakalason para sa mga hayop at tao. Kasama sa mga antibiotic na ito ang streptomycin at levomycetin (chloramphenicol).
Ang biological na papel ng biosynthesis ng protina ay napakahalaga, at ang prosesong ito mismo ay may ilang mga yugto. Pag-uusapan lang natin ito sa mga pangkalahatang tuntunin.
Ang proseso at biyolohikal na papel ng biosynthesis ng protina
Ang prosesong ito ay maraming hakbang at napakasalimuot. Ito ay nangyayari sa ribosomes -mga espesyal na organel. Ang cell ay naglalaman ng maraming ribosome. Ang E. coli, halimbawa, ay may humigit-kumulang 20 libo sa kanila.
"Ilarawan ang proseso ng biosynthesis ng protina at ang biological na papel nito" - isang gawaing natanggap ng marami sa atin sa paaralan. At para sa marami ito ay naging mahirap. Well, subukan nating alamin ito nang magkasama.
Ang mga molekula ng protina ay mga polypeptide chain. Binubuo ang mga ito, tulad ng alam mo na, ng mga indibidwal na amino acid. Gayunpaman, ang huli ay hindi sapat na aktibo. Upang pagsamahin at bumuo ng isang molekula ng protina, nangangailangan sila ng pag-activate. Ito ay nangyayari bilang isang resulta ng pagkilos ng mga espesyal na enzyme. Ang bawat amino acid ay may sariling enzyme na partikular na nakatutok dito. Ang pinagmumulan ng enerhiya para sa prosesong ito ay ATP (adenosine triphosphate). Bilang resulta ng pag-activate, ang amino acid ay nagiging mas labile at nagbubuklod sa ilalim ng pagkilos ng enzyme na ito sa t-RNA, na naglilipat nito sa ribosome (dahil dito, ang RNA na ito ay tinatawag na transportasyon). Kaya, ang mga aktibong amino acid na konektado sa tRNA ay pumapasok sa ribosome. Ang ribosome ay isang uri ng conveyor para sa pag-assemble ng mga chain ng protina mula sa mga papasok na amino acid.
Ang papel ng synthesis ng protina ay mahirap i-overestimate, dahil ang mga synthesized compound ay gumaganap ng napakahalagang mga function. Halos lahat ng cellular structure ay binubuo ng mga ito.
Kaya, inilarawan namin sa pangkalahatan ang proseso ng biosynthesis ng protina at ang biological na papel nito. Ito ay nagtatapos sa aming pagpapakilala sa mga protina. Umaasa kaming mayroon kang pagnanais na ipagpatuloy ito.
