البروتينات: الدور البيولوجي. الدور البيولوجي للبروتين في الجسم

والبروتينات، وسيتم مناقشة دور البيولوجي منها اليوم - مصنوعة من مركبات عالية الجزيئية من الأحماض الأمينية. ومن بين جميع المركبات العضوية الأخرى، هم من بين الأكثر تعقيدا في بنيتها. بواسطة عنصري البروتينات تكوين تختلف من الدهون والكربوهيدرات: بالإضافة إلى الأكسجين والهيدروجين والكربون التي تحتوي أيضا على النيتروجين. وبالإضافة إلى ذلك، جزء لا يتجزأ من البروتينات الأكثر أهمية هو الكبريت، وبعض يحتوي على اليود والحديد والفوسفور.

الدور البيولوجي للبروتين عالية جدا. ومن هذه الاتصالات تشكل جزءا كبيرا من كتلة جبلة، ونوى الخلايا الحية. جميع الكائنات الحية الحيوانية والنباتية والبروتينات.

واحدة أو عدة وظائف

الدور البيولوجي وظائف مركبات مختلفة منها مختلفة. كمادة لها تركيب كيميائي محدد، كل من البروتين يؤدي وظيفة متخصصة للغاية. فقط في بعض الحالات، يمكن أن تؤدي عدة مترابطة. على سبيل المثال، ادرينالين، والذي يتم انتاجه في النخاع الكظرية، والدخول في الدم، ويزيد من ضغط الدم واستهلاك الأكسجين والسكر في الدم. وبالإضافة إلى ذلك، فإنه هو المنشط التمثيل الغذائي، في حين أن الحيوانات ذوات الدم البارد - وسيط الجهاز العصبي. كما ترون، فإنه يؤدي العديد من المهام في آن واحد.

وظيفة الأنزيمية (الحفازة)

، وتجرى التفاعلات الكيميائية الحيوية متعددة تحدث في الكائنات الحية تحت ظروف معتدلة، والتي بموجبها درجة حرارة قريبة من 40 درجة مئوية، ودرجة الحموضة محايد تقريبا. في ظل هذه الظروف، ومعدل لا يذكر وقوع الكثير منها. ولذلك، من أجل أن تتحقق، ونحن بحاجة الانزيمات - محددة المحفزات البيولوجية. تقريبا وحفز جميع ردود الفعل، باستثناء التحلل الضوئي للمياه في الكائنات الحية عن طريق الانزيمات ذلك. وهذه العناصر هي إما البروتينات أو مجمعات البروتين مع العامل المساعد (جزيء عضوي أو أيونات المعادن). الانزيمات هي انتقائية جدا مما اثار عملية ضرورية. وهكذا، فإن وظيفة الحفازة، التي نوقشت أعلاه، - واحدة من تلك التي تحمل البروتينات. الدور البيولوجي لهذه المركبات، ولكن تنفيذها لا يقتصر. هناك العديد من الميزات الأخرى التي سيتم مناقشتها أدناه.

وظيفة النقل

لوجود الخلايا يتطلب أن عدد وافر من المواد في المناطق الداخلية من ذلك، والتي توفر لها المواد الطاقة والبناء. فجميع الأغشية البيولوجية على مبدأ مشترك. هذه طبقة مزدوجة من الدهون والبروتينات تم شحنها في ذلك. وفي الوقت نفسه التركيز الجزيئات المواقع ماء على سطح الغشاء وفي سمك بهم - "ذيول" مسعور. هذا الهيكل منيع في وجه عناصر هامة: الأحماض الأمينية والسكريات، ايونات المعادن القلوية. يحدث تغلغل هذه العناصر في الخلايا عن طريق البروتينات هي جزء لا يتجزأ النقل في غشاء الخلية. في البكتيريا، على سبيل المثال، هناك بروتين خاص يوفر نقل اللاكتوز (سكر الحليب) من خلال الغشاء الخارجي.

في الكائنات متعددة الخلايا، و هناك نظام نقل مواد مختلفة من جهاز إلى آخر. نحن نتحدث في المقام الأول عن خضاب الدم (في الصورة أعلاه). في بلازما الدم، بالإضافة إلى ذلك، فمن باستمرار الزلال في الدم (بروتين النقل). فمن لديه القدرة على تشكيل المجمعات مستقرة شكلت مع هضم الأحماض الدهنية والدهون، وكذلك مع عدد من الأحماض الأمينية مسعور (على سبيل المثال، التربتوفان) والعديد من الأدوية (البنسلين بعض، السلفوناميدات، والأسبرين). ترانسفيرين، والتي توفر وسائل النقل في الجسم من أيونات الحديد، هو مثال آخر. يمكن الإشارة وtseruplazmin الذي ينقل أيونات النحاس. لذلك، ونحن ننظر في وظائف النقل التي تؤدي البروتينات. دورها البيولوجي ومن وجهة النظر هذه في غاية الأهمية.

وظيفة مستقبلات

مستقبلات البروتين ذات أهمية كبيرة، لا سيما في بقاء الكائنات متعددة الخلايا. يتم دمجها البلازما غشاء الخلية ، وتعمل على فهم ومزيد من التحول من الإشارات التي تدخل الخلية. في هذه الحالة قد تكون إشارات إما من الخلايا الأخرى والبيئة المحيطة. مستقبلات الأستيل كولين في هذه اللحظة الأكثر دراستها. وهي توجد في عدد من الاتصالات عصبون على غشاء الخلية، بما في ذلك الاتصالات العصبية والعضلية في القشرة الدماغية. هذه البروتينات تتفاعل مع أستيل وتنقل إشارة داخل الخلية.

كان عصبي لاستقبال إشارة وتحويله يجب إزالتها من أجل إعداد الخلية قادرة على إدراك إشارات أخرى. لهذا الغرض، أستيل - إنزيم خاص، وهو المحفز للتحلل أستيل إلى الكولين وخلات. وليس من هو في غاية الأهمية ومستقبلات وظيفة البروتين الذي ينفذ؟ الدور البيولوجي للما يلي، وظيفة وقائية للجسم هائلة. مع هذا ببساطة لا يمكن أن نوافق على ذلك.

وظيفة وقائية

يستجيب جهاز المناعة في الجسم إلى ظهور جيل من الجسيمات الغريبة من عدد كبير من الخلايا الليمفاوية. انهم قادرون على إلحاق الضرر العناصر بشكل انتقائي. قد تكون هذه الجسيمات الغريبة الخلايا السرطانية والبكتيريا المسببة للأمراض الجسيمات supramolecular (الجزيئات والفيروسات، الخ). الخلايا الليمفاوية B - مجموعة من الخلايا الليمفاوية، التي تنتج بروتينات خاصة. وتتميز هذه البروتينات في الدورة الدموية. وهم يدركون الجسيمات الغريبة، وبالتالي تشكيل تدمير خطوة مجمع محددة للغاية. ويشار إلى هذه البروتينات المناعية كما. A مستضدات المشار إليها المؤثرات الخارجية التي تؤدي الى استجابة الجهاز المناعي.

وظيفة الهيكل

أيضا البروتينات التي تؤدي وظائف متخصصة للغاية هي أيضا تلك التي تكون فيها قيمة الهيكلية إلى حد كبير. شكرا لهم، وفرت القوة الميكانيكية وغيرها من الممتلكات من أنسجة الكائنات الحية. وتشمل هذه البروتينات، في المقام الأول الكولاجين. الكولاجين (الصورة سم. بالأسفل) في الثدييات حوالي ربع كتلة البروتين. يتم تصنيعه في الخلايا الرئيسية التي تشكل النسيج الضام (وتسمى الخلايا الليفية).

في البداية، يتم تشكيل الكولاجين كما بروكولاغين - السلائف تتدفق المعالجة الكيميائية في الخلايا الليفية. ثم يتم تشكيلها في ثلاث سلاسل ببتيد، الملتوية في دوامة. لقد جاءوا معا للخروج من الخلايا الليفية في الكولاجين الألياف من بضع مئات من نانومتر في القطر. وهذه الأخيرة تشكل خيوط الكولاجين، والتي يمكن بالفعل أن ينظر تحت المجهر. الأنسجة المرنة (جدران الرئة، والأوعية الدموية في الجلد) خارج الخلية مادة الكولاجين بالإضافة إلى ذلك، يحتوي أيضا على الإيلاستين البروتين. ويمكن أن تمتد في نطاق واسع إلى حد ما ثم يعود إلى حالته الأصلية. مثال آخر هو البروتين الهيكلي التي يمكن أن تقدم هنا - هو فبروين الحرير. وهي معزولة خلال تشكيل اليسروع الشرنقة فراشة. هو المكون الرئيسي للخيط الحرير. وصفنا الآن البروتينات الحركية.

البروتين السيارات

وفي تنفيذ العمليات الحركية دور حيوي كبير من البروتينات. أقول بإيجاز عن هذا ووظائفها. تقلص العضلات - هو عملية يتم خلالها تحويل الطاقة الكيميائية إلى الأعمال الميكانيكية. مباشر أعضائها نوعان من البروتينات - الميوسين والأكتين. ميوسين لديها بنية غير عادية جدا. ويتكون من اثنين من رأس كروي والذيل (الجزء الخيطي طويلة). ما يقرب من 1600 نانومتر هو طول جزيء واحد. على رؤساء جزء مما يمثل حوالي 200 نانومتر.

الأكتين (في الصورة أعلاه) - بروتين كروي وجود الوزن الجزيئي لل42000. ويمكن أن يكون بلمرة لتشكيل هيكل طويل، والتفاعل في مثل هذه الطريقة مع رئيس ميوسين. سمة هامة من سمات هذه العملية - اعتمادها على وجود ATP. إذا تركيزه مرتفع بما فيه الكفاية، ودمرت الميوسين شكلت ومجمع الأكتين، ثم يتم استعادتها مرة أخرى بعد حدوث ATP التحلل نتيجة للميوسين أتباز. هذه العملية يمكن ملاحظتها، على سبيل المثال، في الحل، حيث تتواجد كل من البروتينات. يصبح لزج نتيجة لحقيقة أن ارتفاع الوزن الجزيئي مجمع شكلت في غياب ATP. وبالإضافة إلى ذلك فإنه يقلل كثيرا من اللزوجة بسبب تدمير مجمع خلق، وبعد ذلك يبدأ تدريجيا لاسترداد نتيجة ATP التحلل. في عملية تقلص العضلات، وهذه التفاعلات تلعب دورا هاما جدا.

المضادات الحيوية

نواصل الكشف عن موضوع "دور البيولوجي من البروتين في الجسم." مجموعة كبيرة جدا ومهمة جدا من المركبات الطبيعية هي مواد تسمى المضادات الحيوية. هم من أصل الميكروبي. ويتم تخصيص هذه المواد الأنواع الخاصة من الكائنات الحية الدقيقة. الدور البيولوجي من الأحماض الأمينية والبروتينات لا يمكن إنكاره، ولكن المضادات الحيوية لها خاصة، وظيفة مهمة جدا. أنها تحول دون نمو الكائنات الدقيقة التي تتنافس معها. في 1940s، قد أحدثت ثورة في اكتشاف واستخدام المضادات الحيوية لعلاج الأمراض المعدية التي تسببها البكتيريا. وتجدر الإشارة إلى أنه في معظم الحالات المضادات الحيوية الفيروس لا تعمل، وبالتالي فإن الاستفادة منها كما الأدوية المضادة للفيروسات غير فعال.

أمثلة من المضادات الحيوية

وقد وضعت مجموعة البنسلين أول موضع التنفيذ. ومن أمثلة هذه المجموعة هي الأمبيسلين وبنزيل. المضادات الحيوية على آلية العمل والكيميائية الطبيعة المتنوعة. بعض من تلك التي تستخدم على نطاق واسع اليوم، والتفاعل مع ريبوسوم الإنسان، في حين منعت في الريبوسومات البكتيرية تخليق البروتين. في الوقت نفسه أنها لا تتفاعل مع الريبوسومات حقيقية النواة. لذلك، للحصول على الخلايا البكتيرية هم الخبيث، والحيوان وسمية منخفضة الإنسان. وتشمل هذه المضادات الحيوية الستربتومايسين والكلورامفينيكول (الكلورامفينيكول).

الدور البيولوجي لل تخليق البروتين مهم جدا، ولكن العملية نفسها لديها عدة مراحل. سنتحدث عن ذلك إلا بصفة عامة.

العملية ودور البيولوجي للمكونات البروتين

هذه العملية هي متعددة المراحل ومعقدة للغاية. ويحدث ذلك في الريبوسومات - العضيات محددة. في قفص هناك مجموعة من الريبوسومات. في E. القولونية، على سبيل المثال، هناك حوالي 20 ألف.

"وصف عملية التركيب الحيوي البروتين ودورها البيولوجي" - وهي مهمة الكثير منا تتلقاها في المدرسة. وتسبب العديد من الصعوبات. حسنا، دعونا معرفة معا.

جزيئات البروتين هي سلاسل ببتيد. وهي تتألف، كما تعلمون، من الأحماض الأمينية الفردية. ومع ذلك، وهذه الأخيرة ليست نشطة بما فيه الكفاية. من أجل التواصل وتشكيل جزيء البروتين، فإنها تتطلب التنشيط. ويحدث ذلك نتيجة لإنزيمات معينة. كل الأحماض الأمينية في هذه الحالة لديه انزيم خاص به، وضبطها على وجه التحديد بالضبط لذلك. مصدر الطاقة لهذه العملية هو ATP (أدينوسين ثلاثي الفوسفات). الأحماض الأمينية الناتجة عن تفعيل يصبح أكثر عطوب ويربط في إطار العمل من الانزيم مع م-RNA، الذي يحمل عليه في الريبوسوم (بسبب هذا RNA يسمى النقل). الريبوسوم، وبالتالي، يعمل على اتصال مع الحمض الريبي النووي النقال تنشيط الأحماض الأمينية. الريبوسوم - وهو نوع من الناقل لتجميع الأحماض الأمينية واردة من سلسلة البروتين.

تجميع للدور البروتين من الصعب أن نبالغ، كما بتخليق مركبات تؤدي وظائف هامة جدا. تتكون هياكل الخلية جميعهم تقريبا.

لذا، التي وصفناها بصفة عامة، فإن عملية التركيب الحيوي البروتين ودورها البيولوجي. هذا يخلص الألفة مع البروتينات. نأمل أن يكون لديك الرغبة في مواصلة ذلك.