Бялкі: біялагічная ролю. Біялагічная ролю бялку ў арганізме

Вавёркі, біялагічная ролю якіх будзе сёння разгледжаная, - пабудаваныя з амінакіслот высокамалекулярныя злучэнні. Сярод усіх іншых арганічных злучэнняў яны з'яўляюцца аднымі з самых складаных па сваім будынку. Па элементарнай складу вавёркі адрозніваюцца ад тлушчаў і вугляводаў: акрамя кіслароду, вадароду і вугляроду яны змяшчаюць таксама і азот. Акрамя таго, абавязковай складовай часткай самых важных бялкоў з'яўляецца сера, а некаторыя ўтрымліваюць ёд, жалеза і фосфар.

Біялагічная ролю бялку вельмі вялікая. Менавіта гэтыя злучэнні складаюць большую частку масы пратаплазмы, а таксама ядраў жывых клетак. Ва ўсіх жывёл і раслінных арганізмах знаходзяцца вавёркі.

Адна ці некалькі функцый

Біялагічная ролю і функцыі розных іх злучэнняў розныя. Як рэчыва, якое мае пэўны хімічны будынак, кожны бялок выконвае вузкаспецыялізаваныя функцыю. Толькі ў некаторых выпадках ён можа выконваць адразу некалькі узаемазвязаных. Да прыкладу, адрэналін, які выпрацоўваецца ў мазгавым пласце наднырачнікаў, паступаючы ў кроў, павялічвае артэрыяльны ціск і спажыванне кіслароду, ўтрыманне цукру ў крыві. Акрамя таго, ён з'яўляецца стымулятарам абмену рэчываў, а ў холоднокровных жывёл - і медыятарам нервовай сістэмы. Як вы бачыце, ён выконвае адразу шмат функцый.

Ферментатыўная (каталітычная) функцыя

Шматстайныя біяхімічныя рэакцыі, якія праходзяць у жывых арганізмах, ажыццяўляюцца ў мяккіх умовах, пры якіх тэмпература блізкая да 40 ° C, а значэння рН практычна нейтральныя. У дадзеных умовах нікчэмна малыя хуткасці праходжання многіх з іх. Таму для таго каб яны ажыццявіліся, патрэбныя ферменты - спецыяльныя біялагічныя каталізатары. Практычна ўсе рэакцыі, акрамя Фатоліз вады, каталізуе ў жывых арганізмах менавіта ферментамі. Гэтыя элементы з'яўляюцца або вавёркамі, або комплексамі бялкоў з кофакторы (арганічнай малекулай або іёнам металу). Ферменты дзейнічаюць вельмі выбарча, запускаючы неабходны працэс. Такім чынам, каталітычная функцыя, разгледжаная вышэй, - адна з тых, якія ажыццяўляюць вавёркі. Біялагічная роля гэтых злучэнняў, аднак, выкананнем яе не абмяжоўваецца. Існуе мноства іншых функцый, якія мы разгледзім ніжэй.

транспартная функцыя

Для існавання клеткі неабходна, каб ўнутр яе паступала мноства рэчываў, якія забяспечваюць яе энергіяй і будаўнічым матэрыялам. Усе біялагічныя мембраны пабудаваныя па агульным прынцыпе. Гэта двайны пласт ліпідаў, у яго пагружаныя вавёркі. Пры гэтым на паверхні мембран засяроджваюцца гідрафільныя ўчасткі макрамалекул, а ў тоўшчы іх - гідрафобныя "хвасты". Гэтая структура застаецца непранікальнай для важных кампанентаў: амінакіслот, цукроў, іёнаў шчолачных металаў. Пранікненне гэтых элементаў ўнутр клеткі адбываецца з дапамогай транспартных бялкоў, якія ўбудаваныя ў клеткавую мембрану. У бактэрый, напрыклад, ёсць спецыяльны бялок, які забяспечвае перанос лактозы (малочнага цукру) праз вонкавую мембрану.

У мнагаклетачных арганізмаў маецца сістэма транспарту розных рэчываў з аднаго органа ў іншы. Гаворка ідзе ў першую чаргу пра гемаглабіне (на фота вышэй). У плазме крыві, акрамя таго, увесь час знаходзіцца Сыроватачны альбумін (транспартны бялок). Ён валодае здольнасцю фарміраваць трывалыя комплексы з ўтвараюцца пры пераварванні тлушчаў тлустымі кіслотамі, а таксама з шэрагам гідрафобных амінакіслот (да прыкладу, з трыптафанам) і са шматлікімі лекавымі прэпаратамі (некаторыя пеніцылін, сульфаніламіды, аспірын). Трансферрин, які забяспечвае перанос у арганізме іёнаў жалеза, з'яўляецца яшчэ адным прыкладам. Можна згадаць і церуплазмин, які пераносіць іёны медзі. Такім чынам, мы разгледзелі транспартную функцыю, якую выконваюць вавёркі. Біялагічная роля іх і з гэтага пункту гледжання вельмі істотная.

рэцэптарнымі функцыя

Вавёркі-рэцэптары маюць вялікае значэнне, асабліва для забеспячэння жыццядзейнасці мнагаклетачных арганізмаў. Яны ўбудаваныя ў плазматычныя клеткавую мембрану і служаць для ўспрымання і далейшага пераўтварэння сігналаў, якія паступаюць у клетку. Пры гэтым сігналы могуць быць як ад іншых клетак, так і ад навакольнага асяроддзя. Рэцэптары ацэтылхаліну на дадзены момант найбольш даследаваны. Яны знаходзяцца ў шэрагу межнейронных кантактаў на мембране клетак, у тым ліку ў нервова-цягліцавых злучэнняў, у кары галаўнога мозгу. Дадзеныя вавёркі ўзаемадзейнічаюць з ацэтылхаліну і перадаюць сігнал ўнутр клеткі.

Нейрамедыятара для атрымання сігналу і яго пераўтварэння павінен быць выдалены для таго, каб клетка мела магчымасць падрыхтавацца да ўспрымання далейшых сігналаў. Для гэтага выкарыстоўваецца ацетилхолинэстераза - спецыяльны фермент, які з'яўляецца каталізатарам гідролізу ацэтылхаліну да холін і ацэтату. Ці не праўда, вельмі важная і рэцэптарнымі функцыя, якую выконваюць вавёркі? Біялагічная ролю наступнай, ахоўнай функцыі, для арганізма велізарная. З гэтым проста нельга не пагадзіцца.

ахоўная функцыя

У арганізме імунная сістэма адказвае на з'яўленне ў ім чужародных часціц выпрацоўкай вялікай колькасці лімфацытаў. Яны здольныя пашкоджваць элементы выбарачна. Такімі чужароднымі часціцамі могуць быць ракавыя клеткі, патагенныя бактэрыі, надмолекулярные часціцы (макрамалекулы, вірусы і інш.). У-лімфацыты - гурт лімфацытаў, якая выпрацоўвае асаблівыя вавёркі. Гэтыя бялкі вылучаюцца ў крывяносную сістэму. Яны распазнаюць чужародныя часціцы, пры гэтым утвараючы на стадыі знішчэння высокоспецифичный комплекс. Гэтыя бялкі называюцца імунаглабулінамі. А антыгенамі называюць чужародныя рэчывы, якія выклікаюць адказ імуннай сістэмы.

структурная функцыя

Акрамя бялкоў, якія выконваюць высокаспецыялізаваная функцыі, маюцца і такія, значэнне якіх у асноўным структурна. Дзякуючы ім забяспечваецца механічная трываласць, а таксама іншыя ўласцівасці тканін жывых арганізмаў. Да такіх вавёрак ставіцца, перш за ўсё, калаген. Калаген (на фота гл. Ніжэй) у млекакормячых складае каля чвэрці масы бялкоў. Ён сінтэзуецца ў асноўных клетках, з якіх складаецца злучальная тканіна (яны называюцца фібрабластаў).

Першапачаткова калаген утвараецца ў якасці проколлагена - яго папярэдніка, які праходзіць хімічную апрацоўку ў фібрабластаў. Затым ён фарміруецца ў выглядзе трох полипептидных ланцугоў, скручаных у спіраль. Яны аб'ядноўваюцца ўжо па-за фібрабластаў ў коллагеновые фібрылы ў некалькі сотняў нанаметраў дыяметрам. Апошнія ж ўтвараюць коллагеновые ніткі, якія ўжо можна ўбачыць пад мікраскопам. У эластычных тканінах (сценках лёгкіх, крывяносных сасудаў, у скуры) пазаклеткавай матрікса, акрамя калагена, утрымлівае таксама бялок эластін. Ён можа расцягвацца ў даволі шырокіх межах і вяртацца затым у зыходны стан. Іншы прыклад структурнага бялку, які можна тут прывесці, - гэта фиброин шоўку. Яго вылучаюць падчас фарміравання лялячкі вусеня шаўкапрада. Гэта галоўны кампанент шаўковых нітак. Пераходзім да апісання рухальных бялкоў.

рухальныя вавёркі

І ў ажыццяўленні рухальных працэсаў вялікая біялагічная ролю бялкоў. Коратка распавядзем і пра гэтую іх функцыі. Скарачэнне цягліц - гэта працэс, падчас якога хімічная энергія ператвараецца ў механічную працу. Непасрэднымі яго ўдзельнікамі з'яўляюцца два бялку - міязін і актыній. Міязін мае вельмі незвычайнае будынак. Ён сфармаваны з двух глобулярных галовак і хваста (доўгай ніткападобнай часткі). Каля 1600 нм складае даўжыня адной малекулы. На долю галовак пры гэтым прыходзіцца прыкладна 200 нм.

Актыній (на фота вышэй) - глобулярный бялок, які мае малекулярную масу 42000. Ён можа полимеризоваться, фарміруючы доўгую структуру, і ўзаемадзейнічаць у такім выглядзе з галоўкай міязіну. Важная рыса дадзенага працэсу - залежнасць яго ад прысутнасці АТФ. Калі канцэнтрацыя яго досыць высокая, адукаваны міязін і актыній комплекс руйнуецца, а затым ён зноў аднаўляецца пасля таго, як адбудзецца гідроліз АТФ у выніку дзеяння миозиновой АТФазы. Гэты працэс можна назіраць, напрыклад, у растворы, у якім прысутнічаюць абодва бялку. Ён становіцца глейкім ў выніку таго, што фармуецца высокамалекулярных комплекс пры адсутнасці АТФ. Пры яго даданні рэзка паніжаецца глейкасць з-за разбурэння створанага комплексу, пасля чаго ён паступова пачынае аднаўляцца ў выніку гідролізу АТФ. У працэсе скарачэння цягліц гэтыя ўзаемадзеяння гуляюць вельмі вялікую ролю.

антыбіётыкі

Працягваем раскрываць тэму "Біялагічная ролю бялку ў арганізме". Вельмі вялікую і вельмі важную групу прыродных злучэнняў складаюць рэчывы, званыя антыбіётыкамі. Яны маюць мікробнае паходжанне. Гэтыя рэчывы вылучаюцца асаблівымі відамі мікраарганізмаў. Біялагічная ролю амінакіслот і бялкоў бясспрэчная, аднак антыбіётыкі выконваюць асаблівую, вельмі важную функцыю. Яны душаць рост мікраарганізмаў, канкуруючых з імі. У 1940-я гады адкрыццё і выкарыстанне антыбіётыкаў вырабіла сапраўдную рэвалюцыю ў лячэнні выкліканых бактэрыямі інфекцыйных захворванняў. Неабходна адзначыць, што ў большасці выпадкаў на вірусы антыбіётыкі не дзейнічаюць, таму выкарыстанне іх як супрацьвірусных прэпаратаў з'яўляецца неэфектыўным.

прыклады антыбіётыкаў

Група пеніцыліну была першай ўведзена ў практыку. Прыкладамі гэтай групы з'яўляецца ампіцылін і бензилпенициллин. Антыбіётыкі па механізме дзеяння і хімічнай прыродзе шматстайныя. Некаторыя з тых, якія шырока выкарыстоўваюцца сёння, ўзаемадзейнічаюць з Рыбасомы чалавека, пры гэтым у бактэрыяльных Рыбасомы тармозіцца сінтэз бялку. У той жа час з эукарыятычнай Рыбасомы яны амаль не ўзаемадзейнічаюць. Таму для бактэрыяльных клетак яны згубныя, а для жывёл і чалавека мала таксічныя. Да ліку такіх антыбіётыкаў ставяцца стрэптаміцын і левамецытын (хлорамфеникол).

Біялагічная ролю біясінтэзу бялкоў вельмі важная, а сам гэты працэс мае некалькі стадый. Мы раскажам пра яго толькі ў агульных рысах.

Працэс і біялагічная ролю біясінтэзу бялкоў

Гэты працэс з'яўляецца шматступеньчатым і вельмі складаным. Ён адбываецца ў Рыбасомы - спецыяльных арганэл. У клетцы знаходзіцца мноства рыбасом. У кішачнай палачкі, да прыкладу, іх каля 20 тысяч.

"Ахарактарызуйце працэс біясінтэзу бялкоў і яго біялагічную ролю" - такое заданне многія з нас атрымлівалі ў школе. І ў многіх яно выклікала цяжкасці. Што ж, паспрабуем разам разабрацца.

Малекулы бялкоў з'яўляюцца полипептидными ланцужкамі. Яны складаюцца, як вы ўжо ведаеце, з асобных амінакіслот. Аднак апошнія недастаткова актыўныя. Для таго каб злучыцца і ўтварыць малекулу бялку, ім патрабуецца актывацыя. Яна адбываецца ў выніку дзеяння асаблівых ферментаў. Кожная амінакіслата пры гэтым мае свой фермент, спецыфічна наладжаны менавіта на яе. Крыніцай энергіі для дадзенага працэсу з'яўляецца АТФ (аденозинтрифосфат). Амінакіслата ў выніку Актываванне становіцца больш лабільнасць і звязваецца пад дзеяннем дадзенага фермента з т-РНК, якая пераносіць яе ў рыбасом (з-за гэтага гэтую РНК называюць транспартнай). У рыбасом, такім чынам, паступаюць злучаныя з т-РНК актываваныя амінакіслоты. Рыбасома - гэта своеасаблівы канвеер для зборкі з паступаючых амінакіслот ланцужкі бялку.

Ролю сінтэзу бялку складана пераацаніць, бо сінтэзаваныя злучэнні выконваюць вельмі важныя функцыі. Практычна ўсе клеткавыя структуры складаюцца з іх.

Такім чынам, мы апісалі ў агульных рысах працэс біясінтэзу бялкоў і яго біялагічную ролю. На гэтым завяршаем знаёмства з вавёркамі. Спадзяемся, у вас з'явілася жаданне яго працягнуць.