חלבונים: תפקיד ביולוגי. התפקיד הביולוגי של חלבון בגוף

חלבונים, התפקיד הביולוגי אשר יידון היום - בנוי תרכובות גבוהות המולקולריות של חומצות אמינו. בין כל תרכובות אורגניות אחרות, הם בין המורכבים ביותר במבנה שלהם. על ידי יסודות חלבונים בהרכב שונים שומנים ופחמימות: בנוסף חמצן, מימן ופחמן הם מכילים גם חנקן. בנוסף, חלק בלתי נפרד של חלבונים החשובים ביותר הוא גופרית, וחלקם מכיל יוד, ברזל וזרחן.

התפקיד הביולוגי של החלבון הוא מאוד גבוה. זהו קשרים אלה מהווים חלק גדול מהמסה של פּרוֹטוֹפּלָסמָה, גרעינים של תאים חיים. כל האורגניזמים החי והצומח הם חלבונים.

אחת או מספר פונקציות

תפקידו הביולוגי והפונקציות של התרכובות השונות ממנו הם שונים. כחומר בעל מבנה כימי ספציפי, כל חלבון מבצע פונקציה מאוד מיוחדת. רק במקרים מסוימים זה יכול לבצע מספר בזו. לדוגמה, אפינפרין, אשר מיוצר לשד הכליה, הזנת דם, מגביר את לחץ הדם ואת צריכת החמצן, סוכר בדם. בנוסף, הוא ממריץ של חילוף חומרים, בעוד חיות בדם הקרות - ואת המתווך של מערכת העצבים. כפי שאתם יכולים לראות, היא מבצעת פונקציות רבות בעת ובעונה אחת.

אנזימטי (קטליטי) הפונקציה

תגובות ביוכימיות מרובות המתרחשות ביצורי חיים, מתבצעות בתנאים קלים, לפיו הטמפרטורה קרובה 40 ° C, ו- pH כמעט ניטראלי. בתנאים אלה, שיעור זניח של התרחשות של רבים מהם. לכן, על מנת להתממש, אנחנו צריכים אנזימים - ספציפיים זרזים ביולוגיים. כמעט כל התגובות, למעט photolysis של מים ביצורים חיים הם מזורזת על ידי אנזימים זה. אלמנטים אלה הם או חלבונים או קומפלקסי חלבונים עם פקטור (מולקולה אורגנית או יון מתכת). אנזימים הם מאוד סלקטיבית מפעילים תהליך הכרחי. לפיכך, הפונקציה קטליטי, שנדונה לעיל, - אחד מאותם שנשא חלבונים. תפקידו הביולוגי של תרכובות אלה, עם זאת, יישומו אינו מוגבל. יש הרבה תכונות אחרות יידונו בהמשך.

פונקצית תחבורה

לעניין קיומו של תאים דורש כי ריבוי של חומרים לתוך הפנים של זה, אשר מספקים אותו עם חומר אנרגיה בבניין. כל ממברנות הביולוגיות בנויות על עיקרון משותף. שכבה כפולה זו של שומנים, חלבונים נשלחו בו. במקביל להתמקד באתרי מקרומולקולות הידרופיליות על פני הממברנה בעובי שלהם - "זנבות" הידרופובי. מבנה זה הוא אטום המרכיבים החשובים: חומצות אמינו, סוכרים, יונים של מתכות אלקליות. החדירה של אלמנטים אלה לתוך התא מתרחשת באמצעות חלבוני תחבורת מוטבעי קרום התא. אצל חיידקים, למשל, ישנו חלבון מיוחד המספק ההעברה לקטוז (סוכר חלב) דרך הממברנה החיצונית.

בשנת יצורים רב-תאיים, קיימת מערכת של תחבורה של חומרים שונים מאיבר אחד למשנהו. אנחנו בעיקר מדברים על המוגלובין (בתמונה למעלה). בשנת בפלסמת הדם, בנוסף, זה הזמן אלבומין (חלבון התחבורה). יש לו את היכולת ליצירת קומפלקסים יציבים נוצרו עם העיכול של חומצות שומן שומנים, כמו גם עם מספר חומצות אמינו הידרופוביות (לדוגמא, טריפטופן) וסמים רבים (חלקם פניצילינים, sulfonamides, אספירין). Transferrin, אשר מספק שירותי הסעה בגוף של יוני הברזל, הוא דוגמא נוספת. ציון עשוי להתבצע tseruplazmin אשר מעביר יוני נחושת. אז, הסתכלנו על פונקציות תחבורת מבצעות חלבונים. התפקיד הביולוגי שלהם מנקודת מבט זו היא חשוב ביותר.

פונקצית קולטן

קולטני חלבונים הם בעלי חשיבות רבה, במיוחד את יכולת הקיום של יצורים רב-תאיים. הם משתלבים פלזמה קרום התא ומשמשים לתפוס וטרנספורמציה נוספת של אותות אשר להיכנס לתא. במקרה זה אותות עשויים להיות גם מתאי אחרים ולסביבה. קולטני אצטילכולין כרגע הנחקר ביותר. הם נמצאים בתוך מספר אנשי הקשר interneuron על קרום התא, כולל על חיבורי התוקפת בקליפת המוח. חלבונים אלה אינטראקציה עם אצטילכולין ולשדר אותות בתוך התא.

הנוירוטרנסמיטר לקבלת האות והפיכתו חייב להיות מוסר על מנת להכין את התא היה מסוגל לקלוט את אותות נוספים. לשם כך, האצטילכולין - אנזים מיוחד, אשר מהווה זרז הידרוליזה של אצטילכולין כדי כולין אצטט. זה לא מאוד פונקציה חשובה הקולט שמבצעת חלבון? תפקידו הביולוגי של הבאה, תפקיד הגנתי של הגוף הוא עצום. עם זאת פשוט לא יכול להסכים.

פונקצית מגן

המערכת החיסונית של הגוף מגיבה להופעת דור של חלקיקים זרים של מספר גדול של לימפוציטים. הם מסוגלים לפגוע האלמנטים סלקטיבי. חלקיקים זרים אלה עשויים להיות תאים סרטניים, חלקיקים מולקולריים חיידקים פתוגניים (מקרומולקולות, וירוסים, וכו '). לימפוציטים מסוג B - קבוצה של לימפוציטים, אשר מייצרת חלבונים מיוחדים. חלבונים אלה מאופיינים במערכת הדם. הם מזהים חלקיקים זרים, ובכך ליצור הרס צעד מורכב מאוד ספציפי. חלבונים אלה נקראים נוגדנים. אנטיגנים התייחסו חומרים זרים המפעילים את תגובת המערכת החיסונית.

פונקצית מבנה

כמו כן חלבונים המבצעים פונקציות מאוד מיוחדים הם גם אלה שבהם ערך בעיקר מבניים. הודות להם, ובלבד חוזק מכני ומאפיינים אחרים של הרקמות של אורגניזמים חיים. חלבונים אלה כוללים, בעיקר קולגן. קולגן (ס"מ התמונה. להלן) ביונקים הוא כרבע מסת החלבון. הוא מסונתז בתאים המרכזיים שמרכיבים את רקמת חיבור (קרוי פיברובלסטים).

בתחילה, קולגן נוצר כמו procollagen - המבשר שלה זורם בטיפול כימי פיברובלסטים. ואז זה נוצר לתוך שרשרות שלוש פוליפפטיד, התעקמו ספירלה. הם הגיעו ביחד מתוך הפיברובלסטים קולגן סיבי של כמה מאות ננומטרים בקוטר. זה האחרון מהווה את סיבי הקולגן, אשר כבר ניתן לראות תחת מיקרוסקופ. הרקמות אלסטי (קירות ריאות, כלי הדם בעור) קולגן מטריקס בנוסף, מכיל גם ואלסטין חלבון. אפשר למתוח את זה במגוון רחב למדי ולאחר מכן לחזור למצבו המקורי. דוגמא נוספת היא החלבון המבני שיכול לתת כאן - הוא fibroin משי. היא מבודדת במהלך ההיווצרות של זחלי עש גולם. זהו המרכיב העיקרי של חוט משי. כעת אנו מתארים את החלבונים המנועים.

חלבון מנוע

וביישום של מנוע תהליכי תפקיד ביולוגי גדול של חלבונים. בקצרה לספר על זה ואת תפקידיהם. התכווצות שרירים - היא תהליך שבמהלכו אנרגיה כימית מומרת לעבודה מכאנית. חבריה הישירים שני חלבונים - שרירן יקטין. שרירן יש מבנה מאוד יוצא דופן. הוא נוצר משני ראש כדורי ואת הזנב (חלק הנימי ארוך). אודות 1600 ננומטר הוא אורך מולקולה אחת. על ראשי שבריר ובכך חשבונאי 200 ננומטר כ.

תקטין (בתמונה למעלה) - חלבון כדורי בעל משקל מולקולרי של 42000. זה יכול להיות polymerized ליצור מבנה ארוך, ולתקשר בצורה כזאת עם ראש של שרירן. תכונה חשובה של תהליך זה - תלותה בנוכחות ATP. אם ריכוזו הוא מספיק גבוה, שרירן נוצר ומורכב אקטין מושמד, אז הוא התאושש שוב לאחר הידרוליזה ATP מתרחשת כתוצאה שרירן ATPase. תהליך זה ניתן לראות, למשל, בתמיסה, שבו החלבונים הן נוכחים. זה הופך צמיג כתוצאה מכך מורכבי משקל מולקולריים גבוהים נוצרו בהעדר ATP. בנוסף זה מצמצם מאוד את הצמיגות בשל ההרס של המתחם שנוצר, שלאחריהן הוא מתחיל בהדרגה להתאושש כתוצאת הידרוליזה ATP. בתהליך של התכווצות שרירים, אינטראקציות אלה ממלאים תפקיד חשוב מאוד.

אנטיביוטיקה

אנו ממשיכים לחשוף את הנושא "התפקיד הביולוגי של חלבון בגוף." קבוצה גדולה מאוד וחשובה מאוד של תרכובות טבעיות הן חומרים הנקראים אנטיביוטיקה. הם ממוצא מיקרוביאלי. חומרים אלה מוקצים מינים מיוחדים של מיקרואורגניזמים. תפקידו הביולוגי של חומצות אמינו וחלבונים לא מוטל בספק, אבל יש אנטיביוטיקה תפקיד מיוחד, מאוד חשוב. הם לעכב את הצמיחה של מיקרואורגניזמים כי להתחרות איתם. בשנת 1940, על הגילוי ושימוש באנטיביוטיקה חוללו מהפכה בטיפול במחלות זיהומיות הנגרמות על ידי חיידקים. יצוין כי ברוב המקרים אנטיביוטיקה וירוס לא לפעול, ולכן השימוש בהם כתרופות אנטי הוא לא יעיל.

דוגמאות של אנטיביוטיקה

קבוצת פניצילין הייתה יישמה לראשונה. דוגמאות של קבוצה זו היא אמפיצילין ו benzylpenicillin. אנטיביוטיקה על המנגנון של הטבע בפעולה כימי מגוונים. חלק מאותם אשר נמצאים בשימוש נרחב היום, אינטראקציה עם ריבוזומים אדם, בעוד ריבוזומים חיידקי עכבות סינתזת חלבון. במקביל הם לא מתקשרים עם ריבוזומים איקריוטיים. לכן, עבור תאי חיידקיים הם ממאירים, ובעלי חיים ורעילות נמוכה אנושית. אנטיביוטיקה אלו כוללות סטרפטומיצין chloramphenicol (chloramphenicol).

תפקידו הביולוגי של סינתזת חלבון חשוב מאוד, אך התהליך עצמו יש מספר שלבים. אנחנו נדבר על זה רק באופן כללי.

התהליך ואת התפקיד הביולוגי של ביוסינתזה החלבון

תהליך זה הוא רב שלבים, מאוד מורכבים. זה מתרחש ריבוזומים - אברונים ספציפיים. בכלוב יש סט של ריבוזומים. חיידק, למשל, ישנם כ -20 אלף.

"תאר את התהליך של ביוסינתזה חלבון תפקיד ביולוגי" - משימה שרבים מאיתנו מקבלים בבית הספר. וזה גרם לקשיים רבים. ובכן, בואו לגלות יחד.

מולקולות חלבון הן רשתות פוליפפטיד. הם מורכבים, כפי שאתם כבר יודעים, מן חומצות אמינו בודדות. עם זאת, אלה האחרונים אינם פעילים מספיק. על מנת להתחבר וליצור מולקולת חלבון, הם מחייבים הפעלה. היא מתרחשת כתוצאה אנזימים ספציפיים. לכל חומצה אמינית במקרה זה אנזים משלה, מכוון באופן ספציפי בדיוק לזה. מקור האנרגיה עבור התהליך הזה הוא ATP (אדנוזין אדנוזין). חומצת האמינו נובעי ההפעלה הופכת יותר רופפת ונקשרה תחת הפעולה של האנזים עם m-RNA, אשר נושא אותו לתוך הריבוזום (בגלל התחבורה בשם RNA הזה). הריבוזום, ולכן, לפעול על קשר עם tRNA מופעל חומצות אמינו. ריבוזום - מעין מסוע עבור הרכבה של חומצת אמינו הנכנסת של שרשרת החלבון.

סינתזה של התפקיד של חלבון קשה להפריז, כמו תרכובות מסונתזות לבצע פעולות חשובות מאוד. כמעט כל המבנים התא מורכב מהם.

אז, שתיארנו במונחים כלליים, תהליך של ביוסינתזה חלבון תפקיד ביולוגי. זה מסכם היכרות עם חלבונים. אנו מקווים שיש לך רצון להמשיך אותו.