Proteine: Rolul biologic. Rolul biologic al proteinelor din organism

Proteine, rolul biologic al care va fi discutat astăzi - construite din compusi moleculari mari de aminoacizi. Dintre toți ceilalți compuși organici, acestea sunt printre cele mai complexe din structura lor. Prin elementar proteine cu compoziție diferă de la grăsimi și carbohidrați: în plus față de oxigen, hidrogen și carbon , conținând și azot. În plus, o parte indispensabilă a proteinelor mai importante este sulf, iar unele contin iod, fier și fosfor.

Rolul biologic al proteinei este foarte mare. Este aceste conexiuni constituie o mare parte din masa de protoplasma, și nuclee de celule vii. Toate organismele animale și vegetale sunt proteine.

Una sau mai multe funcții

Rolul și funcțiile diferiților compuși ai acestora biologic sunt diferite. Ca o substanță având o structură chimică specifică, fiecare proteină își îndeplinește funcția foarte specializate. Numai în unele cazuri, se poate efectua mai multe interdependente. De exemplu, epinefrina, care este produs in medulosuprarenalei, care intră în sânge, crește tensiunea arterială și consumul de oxigen, glicemia. În plus, este un stimulent al metabolismului, în timp ce animalele cu sânge rece - și mediatorul sistemului nervos. După cum puteți vedea, ea îndeplinește mai multe funcții dintr-o dată.

Funcția enzimatică (catalitic)

reacții biochimice multiple care apar în organismele vii, sunt realizate în condiții blânde, sub care temperatura este aproape de 40 ° C și un pH aproape neutru. În aceste condiții, rata neglijabilă de apariție a multora dintre ele. Prin urmare, pentru a se realiza, avem nevoie de enzime specifice - catalizatori biologici. Aproape toate reacțiile, cu excepția fotoliza apei în organismele vii sunt catalizate de enzimele ea. Aceste elemente sunt fie proteine sau complexe de proteine cu cofactor (moleculă organică sau un ion metalic). Enzimele sunt foarte selective declanșând proces necesar. Astfel, funcția catalitică, discutată mai sus, - una dintre cele care transporta proteine. Rolul biologic al acestor compuși, cu toate acestea, punerea sa în aplicare nu este limitată. Există multe alte caracteristici care vor fi discutate mai jos.

funcţia de transport

Pentru existența celulelor impune ca o pluralitate de substanțe în interiorul acestuia, care îi oferă materiale de energie și clădiri. Toate membranele biologice sunt construite pe un principiu comun. Acest strat dublu de lipide, proteine au fost transportate în ea. În același timp, se concentreze siturile macromolecule hidrofile pe suprafața membranei și în grosimea lor - „cozi“ hidrofobe. Această structură este impermeabil la componentele importante: aminoacizi, zaharuri, ioni de metale alcaline. Pătrunderea acestor elemente în celulele se produce prin intermediul proteinelor de transport sunt incorporate in membrana celulelor. In bacterii, de exemplu, există o proteină specială care asigură transferul de lactoză (zahăr din lapte) prin membrana exterioara.

In organismele multicelulare, există un sistem de transport al substanțelor diferite de la un organ la altul. Este vorba în primul rând despre hemoglobinei (imaginea de mai sus). In plasma de sânge, în plus, este constant albumina serică (o proteină de transport). Acesta are capacitatea de a forma complecși stabili formate cu digestia acizilor grași grăsimi, precum și cu un număr de aminoacizi hidrofobi (de exemplu, triptofan) si multe medicamente (unele peniciline, sulfonamide, aspirină). Transferina, care asigură transportul în corpul ionii de fier, este un alt exemplu. Se poate menționa și tseruplazmin care transportă ioni de cupru. Deci, ne-am uitat la funcțiile de transport care efectuează proteine. rolul lor biologic și din acest punct de vedere este extrem de important.

funcției receptorului

Receptorii de proteine sunt de o mare importanță, în special pentru viabilitatea organismelor multicelulare. Acestea sunt integrate în plasma membranei celulare și servesc pentru a înțelege și transformarea ulterioară a semnalelor care intră în celulă. În acest caz, semnalele pot fi fie de la alte celule și mediul înconjurător. receptorii acetilcolinei la momentul cel mai studiat. Acestea se găsesc într-o serie de contacte interneuron pe membrana celulelor, inclusiv la conexiunile neuromusculare in cortexul cerebral. Aceste proteine interacționează cu acetilcolină și de a transmite un semnal în interiorul celulei.

Neurotransmițător pentru primirea semnalului și conversia acestuia trebuie îndepărtate pentru a pregăti celula a fost capabil să perceapă semnale suplimentare. În acest scop, acetilcolinesterazei - enzimă specială, care este un catalizator pentru hidroliza acetilcolinei la colină și acetat. Nu este extrem de importantă este funcția și receptorul care efectuează proteine? Rolul biologic al următoarele, o funcție de protecție pentru organism este enorm. Cu aceasta pur și simplu nu pot fi de acord.

funcţia de protecție

Sistemul imunitar al organismului răspunde la apariția unei generații de particule străine de un număr mare de limfocite. Ele sunt capabile de a deteriora elementele selectiv. Aceste particule străine pot fi celule canceroase, bacterii patogene particule supramoleculare (macromolecule, virusuri, etc.). Limfocitele B - un grup de limfocite, care produce proteine speciale. Aceste proteine se disting în sistemul circulator. Ei recunosc particule străine, formând astfel un complex de distrugere pas foarte specifice. Aceste proteine sunt denumite imunoglobuline. Antigenele menționate substanțele străine care declanșează răspunsul sistemului imunitar.

funcţia structura

De asemenea, proteinele care îndeplinesc funcții extrem de specializate sunt, de asemenea, cele în care valoarea în mare măsură structurală. Datorită acestora, cu condiția ca rezistența mecanică și alte proprietăți ale țesuturilor organismelor vii. Aceste proteine includ, in primul rand de colagen. Colagenul (foto cm. De mai jos) la mamifere este de aproximativ un sfert din masa de proteine. Acesta este sintetizat în celulele principale care alcătuiesc țesutul conjunctiv (numite fibroblasti).

Inițial, colagenul este format ca procolagen - precursorul său care curge un tratament chimic în fibroblaste. Apoi este format într-o perioadă de trei lanțuri de polipeptide, răsucite într-o spirală. Ei au venit împreună din fibroblaste în colagen de fibrile de câteva sute de nanometri in diametru. Acestea din urmă formează filamentele de colagen, care pot fi deja observate la microscop. Țesuturile elastice (peretii pulmonare, vasele de sânge din piele) colagen matrice extracelulară, în plus, conține, de asemenea, o proteină elastina. Acesta poate fi întins într-o gamă destul de largă și apoi a reveni la starea inițială. Un alt exemplu este proteina structurală care poate da aici - este fibroină de mătase. Este izolat în timpul formării omizi pupe molie. Acesta este componenta principală a firului de mătase. Acum vom descrie proteinele cu motor.

motor de proteine

Și în punerea în aplicare a motorului proceselor rol important biologica a proteinelor. Pe scurt spune despre acest lucru și funcțiile lor. Contracția musculară - este un proces în care energia chimică este transformată în lucru mecanic. Direct membrii sai sunt doua proteine - miozina si actina. Miozina are o structură foarte neobișnuită. Acesta este format din doi cap globular și coadă (porțiune lungă filiform). Aproximativ 1600 nm este lungimea unei molecule. Pe capete fracțiune ceea ce reprezinta aproximativ 200 nm.

Actina (fotografia de mai sus) - o proteină globulară având o greutate moleculară de 42000. Poate fi polimerizat pentru a forma o structură de lungă și interacționează în așa fel cu un cap de miozină. O caracteristică importantă a acestui proces - dependența de prezența ATP. În cazul în care concentrația sa este suficient de mare, miozină format și complex actină este distrus, atunci acesta este recuperat din nou după hidroliza ATP apare ca rezultat al miozinei ATPaza. Acest proces poate fi observat, de exemplu, în soluție, în care ambele proteine sunt prezente. Devine vâscos, ca urmare a faptului că complex cu greutate moleculară ridicată formată în absența ATP. În plus, se reduce considerabil vâscozitatea datorită distrugerii complexului creat, după care începe treptat să recupereze, ca rezultat al hidrolizei ATP. În procesul de contracția musculară, aceste interacțiuni joacă un rol foarte important.

antibiotice

Vom continua să dezvăluie tema „Rolul biologic al proteinelor in organism.“ grup foarte mare și foarte importantă de compuși naturali sunt substanțe numite antibiotice. Ele sunt de origine microbiană. Aceste substanțe sunt alocate specii speciale de microorganisme. Rolul biologic al aminoacizilor și a proteinelor este de netăgăduit, dar antibioticele nu au o funcție specială, foarte importantă. Ele inhibă creșterea microorganismelor care concurează cu ei. In 1940, descoperirea și utilizarea antibioticelor a revoluționat tratamentul bolilor infecțioase cauzate de bacterii. Trebuie remarcat faptul că, în cele mai multe cazuri, antibioticele virus nu acționează, astfel încât utilizarea lor ca medicamente antivirale este ineficientă.

exemple de antibiotice

penicilina grup a fost pus în practică. Exemple de acest grup este ampicilină și benzilpenicilină. Antibioticele privind mecanismul de acțiune și chimice de natură diversă. Unele dintre cele care sunt utilizate pe scară largă în prezent, de a interacționa cu ribozomi umane, în timp ce în ribozomi bacteriene au inhibat sinteza proteinelor. În același timp, ei nu interacționează cu ribozomi eucariote. Prin urmare, pentru celulele bacteriene sunt vătămătoare și animale și toxicitate redusă uman. Astfel de antibiotice includ streptomicină și cloramfenicol (cloramfenicol).

Rolul biologic al sintezei de proteine este foarte importantă, dar procesul în sine are mai multe etape. Vom vorbi despre aceasta numai în termeni generali.

Procesul și rolul biologic al biosinteza proteinelor

Acest proces este un mai multe trepte, foarte complex. Ea apare în ribozomi - organite specifice. În cușcă există un set de ribozomi. În E. coli, de exemplu, există aproximativ 20 de mii.

„Descrie procesul de biosinteza proteinelor și rol biologic“ - o sarcină mulți dintre noi primesc în școală. Și a cauzat multe dificultăți. Ei bine, să aflăm împreună.

moleculele de proteine sunt lanțuri polipeptidice. Ele constau, după cum știți deja, din aminoacizi individuali. Cu toate acestea, acestea din urmă nu sunt suficient de activi. Pentru a conecta și a forma o moleculă de proteină, care au nevoie de activare. Ea apare ca urmare a unor enzime specifice. Fiecare aminoacid în acest caz, are propria enzimă, reglate în mod specific exact la ea. Sursa de energie pentru acest proces este de ATP (adenozin trifosfat). Aminoacidul care rezultă din activarea devine mai labil și se leagă sub acțiunea enzimei cu m-ARN, pe care o desfășoară în ribozom (din cauza acestui ARN numit transport). Ribozomului, prin urmare, să acționeze conectat cu ARNt activat aminoacizi. Ribozom - un fel de transportor pentru asamblarea viitoarei aminoacidului a lanțului proteic.

Sinteza rolului de proteine este dificil de estimat, ca și compuși sintetizați efectua funcții foarte importante. Aproape toate structurile celulare constau din ele.

Deci, ne-am descris în termeni generali, procesul de biosinteza proteinelor și rol biologic. Acest lucru se încheie familiaritate cu proteine. Sperăm să avem dorința de a continua.