Биологиялык ролу бүгүн карала турган протеиндер – аминокислоталардан түзүлгөн макромолекулярдык бирикмелер. Бардык башка органикалык кошулмалардын арасында, алар түзүлүшү боюнча абдан татаал бири болуп саналат. Элементтик курамы боюнча белоктор майлардан жана углеводдордон айырмаланат: кычкылтек, суутек жана көмүртектен тышкары алардын курамында азот да бар. Мындан тышкары, күкүрт эң маанилүү протеиндердин ажырагыс бөлүгү болуп саналат, ал эми кээ бирлери йод, темир жана фосфорду камтыйт.
Белоктун биологиялык ролу абдан жогору. Дал ушул кошулмалар протоплазманын массасынын негизги бөлүгүн, ошондой эле тирүү клеткалардын ядролорун түзөт. Белоктор бардык жаныбарлар жана өсүмдүктөр организмдеринде кездешет.
Бир же бир нече функция
Алардын ар кандай кошулмаларынын биологиялык ролу жана функциялары ар кандай. Белгилүү бир химиялык түзүлүшкө ээ бир зат катары ар бир протеин абдан өзгөчө бир функцияны аткарат. Кээ бир учурларда гана ал бир эле учурда бир нече бири-бири менен байланыштыра алат. Мисалы, медуллада өндүрүлгөн адреналинбөйрөк үстүндөгү бездер, канга кирип, кан басымын жана кычкылтек керектөөсүн, кандагы кантты жогорулатат. Мындан тышкары, ал зат алмашуунун стимулятору, ал эми муздак кандуу жаныбарларда нерв системасынын ортомчусу да. Көрүнүп тургандай, ал бир эле учурда көптөгөн функцияларды аткарат.
Ферменттик (каталитикалык) функция
Тирүү организмдерде пайда болгон ар түрдүү биохимиялык реакциялар жумшак шарттарда жүргүзүлөт, анда температура 40°Cге жакын, ал эми рН мааниси дээрлик нейтралдуу. Мындай шарттарда алардын көбүнүн агымынын ылдамдыгы жокко эсе. Ошондуктан, аларды ишке ашыруу үчүн, ферменттер керек - атайын биологиялык катализаторлор. Суунун фотолизинен башка дээрлик бардык реакциялар ферменттердин жардамы менен тирүү организмдерде катализделет. Бул элементтер же белоктор же кофактор (органикалык молекула же металл иону) менен белоктордун комплекстери. Ферменттер абдан тандалма аракет кылып, керектүү процессти башташат. Демек, жогоруда талкууланган каталитикалык функция белоктор аткарган функциялардын бири. Бул кошулмалардын биологиялык ролу, бирок, аны ишке ашыруу менен гана чектелбейт. Төмөндө дагы көптөгөн функцияларды карап чыгабыз.
Ташуу функциясы
Клетканын бар болушу үчүн анын ичине энергия жана курулуш материалы менен камсыз кылган көптөгөн заттардын кириши керек. Бардык биологиялык мембраналар жалпы курулганпринцип. Бул липиддердин кош катмары, белоктор ага батырылган. Мында макромолекулалардын гидрофилдик аймактары мембраналардын бетинде, ал эми калыңдыгында гидрофобдук «куйруктары» топтолгон. Бул структура маанилүү компоненттерди: аминокислоталарды, канттарды, щелочтук металл иондорун өткөрбөйт. Бул элементтердин клетканын ичине кириши клетка кабыкчасында камтылган транспорттук белоктордун жардамы менен ишке ашат. Бактерияларда, мисалы, лактозаны (сүт канты) сырткы мембрана аркылуу өткөрүүчү атайын протеин бар.
Көп клеткалуу организмдерде ар кандай заттарды бир органдан экинчи органга өткөрүү системасы бар. Кеп биринчи кезекте гемоглобин жөнүндө болуп жатат (жогоруда көрсөтүлгөн). Мындан тышкары, кандын плазмасында кандын альбумини (транспорттук белок) дайыма болот. Ал майларды сиңирүү учурунда пайда болгон май кислоталары менен, ошондой эле бир катар гидрофобдук аминокислоталар (мисалы, триптофан менен) жана көптөгөн дарылар (айрым пенициллиндер, сульфаниламиддер, аспирин) менен күчтүү комплекстерди түзүү жөндөмүнө ээ. Денедеги темир иондорун ташууга ортомчу болгон трансферрин дагы бир мисал. Жез иондорун алып жүрүүчү церуплазминди да айта алабыз. Ошентип, биз белоктор аткарган транспорттук функцияны карап чыктык. Бул көз караштан алганда алардын биологиялык ролу да абдан маанилүү.
Кабылдагыч функциясы
Кабылдагыч белоктор өзгөчө көп клеткалуу организмдердин жашоосун камсыз кылуу үчүн чоң мааниге ээ. Алар курулганплазма клеткасынын кабыкчасына кирип, клеткага кирген сигналдарды кабыл алуу жана андан ары өзгөртүү үчүн кызмат кылат. Бул учурда сигналдар башка клеткалардан да, чөйрөдөн да болушу мүмкүн. Ацетилхолин рецепторлору учурда эң көп изилденген. Алар клетка кабыкчасындагы бир катар нейрон аралык контакттарда, анын ичинде мээ кыртышындагы нерв-булчуң түйүндөрүндө жайгашкан. Бул белоктор ацетилхолин менен өз ара аракеттенип, клеткага сигнал өткөрүшөт.
Клетка кийинки сигналдарды кабыл алууга даярдануу мүмкүнчүлүгүнө ээ болушу үчүн сигналды кабыл алуу жана аны айландыруу үчүн нейротрансмиттерди алып салуу керек. Бул үчүн ацетилхолинэстераза колдонулат - ацетилхолиндин холин менен ацетаттын гидролизин катализдөөчү атайын фермент. Белоктор аткарган кабылдагыч кызматы да абдан маанилүү эмеспи? Организм үчүн кийинки, коргоочу функциянын биологиялык ролу абдан чоң. Муну менен макул болбойт.
Коргоо функциясы
Организмде иммундук система андагы бөтөн бөлүкчөлөрдүн пайда болушуна көп сандагы лимфоциттерди өндүрүү менен жооп берет. Алар элементтерди тандап зыян келтире алышат. Мындай бөтөн бөлүкчөлөр рак клеткалары, патогендик бактериялар, супрамолекулярдык бөлүкчөлөр (макромолекулалар, вирустар жана башкалар) болушу мүмкүн. В-лимфоциттер - атайын белокторду пайда кылуучу лимфоциттер тобу. Бул белоктор кан айлануу системасына бөлүнүп чыгат. Алар бөтөн бөлүкчөлөрдү тааныйт, ошол эле учурда жок кылуу баскычында өзгөчө бир комплексти түзөт. Бул белоктор иммуноглобулиндер деп аталат. Бөтөн заттар антигендер деп аталат.бул иммундук системанын реакциясын козгойт.
Структуралык функция
Жогорку адистештирилген функцияларды аткарган белоктордон тышкары, мааниси негизинен структуралык болгондор да бар. Алардын аркасында механикалык күч, ошондой эле тирүү организмдердин ткандарынын башка касиеттери камсыз кылынат. Бул белокторго, биринчи кезекте, коллаген кирет. Сүт эмүүчүлөрдөгү коллаген (төмөндөгү сүрөттө) белок массасынын төрттөн бир бөлүгүн түзөт. Ал бириктирүүчү тканды түзгөн негизги клеткаларда синтезделет (фибробласттар деп аталат).
Башында коллаген фибробласттарда химиялык процесстен өтүп, проколлаген – анын прекурсору катары түзүлөт. Андан кийин ал спиралга айланган үч полипептиддик чынжыр түрүндө пайда болот. Алар фибробласттардын сыртында диаметри бир нече жүз нанометрдик коллаген фибрилдерине биригишет. Акыркысы коллаген жипчелерин түзөт, аларды микроскоп менен көрүүгө болот. Эластикалык ткандарда (өпкөнүн дубалдары, кан тамырлар, тери) клеткадан тышкаркы матрицада коллагенден тышкары эластин белок да болот. Ал кыйла кенен диапазонго созулуп, андан кийин баштапкы абалына кайтып келиши мүмкүн. Бул жерде бериле турган структуралык протеиндин дагы бир мисалы – жибек фиброин. Ал жибек куртунун куурчакчасын түзүү учурунда бөлүнүп калат. Ал жибек жиптеринин негизги компоненти болуп саналат. Келгиле, кыймылдаткыч белоктордун сүрөттөлүшүнө өтөбүз.
Мотор белоктору
Ал эми кыймыл процесстерин ишке ашырууда белоктордун биологиялык ролу чоң. Бул функция жөнүндө кыскача айта кетели. Булчуңдардын жыйрылышы – бул химиялык энергиянын механикалык жумушка айланышы. Анын түздөн-түз катышуучулары эки белок - миозин жана актин. Миозин абдан адаттан тыш бир түзүлүшкө ээ. Ал эки шар сымал баш жана куйруктан (узун жип сымал бөлүктөн) түзүлөт. Болжол менен 1600 нм бир молекуланын узундугу. Баштар болжол менен 200 нм түзөт.
Актин (жогоруда көрсөтүлгөн) молекулалык салмагы 42 000 болгон глобулярдык белок. Ал полимерленип, узун структура түзө алат жана бул формада миозин башы менен өз ара аракеттенет. Бул процесстин маанилүү өзгөчөлүгү анын АТФтин болушуна көз карандылыгы болуп саналат. Эгерде анын концентрациясы жетишээрлик жогору болсо, миозин жана актин түзгөн комплекс бузулат, андан кийин миозин АТФазанын аракетинин натыйжасында АТФ гидролизинен кийин кайра калыбына келет. Бул процессти, мисалы, эки белок тең болгон эритмеде байкоого болот. Ал АТФ жок болгон учурда жогорку молекулалуу комплекстин пайда болушунун натыйжасында илешкектүү болуп калат. Аны кошкондо түзүлгөн комплекстин бузулушуна байланыштуу илешкектүүлүк кескин азаят, андан кийин АТФ гидролизинин натыйжасында акырындык менен калыбына келе баштайт. Булчуңдардын жыйрылышы процессинде бул өз ара аракеттенүүлөр абдан маанилүү роль ойнойт.
Антибиотиктер
Биз «Белоктун организмдеги биологиялык ролу» деген теманы ачууну улантабыз. Абдан чоң жана абдан маанилүү топтабигый кошулмалар антибиотиктер деп аталган заттарды түзөт. Алар микробдук келип чыккан. Бул заттар микроорганизмдердин өзгөчө түрлөрү тарабынан бөлүнүп чыгат. Аминокислоталардын жана белоктордун биологиялык ролу талашсыз, бирок антибиотиктер өзгөчө, абдан маанилүү функцияны аткарат. Алар менен атаандашкан микроорганизмдердин өсүшүнө тоскоол болот. 1940-жылдары антибиотиктердин ачылышы жана колдонулушу бактериялар пайда кылган жугуштуу ооруларды дарылоодо революцияга алып келди. Белгилей кетсек, көпчүлүк учурларда антибиотиктер вирустарга таасир этпейт, андыктан аларды вируска каршы дары катары колдонуу натыйжасыз.
Антибиотиктердин мисалдары
Пенициллин тобу биринчилерден болуп практикага киргизилген. Бул топтун мисалдары ампициллин жана бензилпенициллин. Антибиотиктер аракет механизми жана химиялык табияты боюнча ар түрдүү. Бүгүнкү күндө кеңири колдонулгандардын кээ бирлери адамдын рибосомалары менен өз ара аракеттенишет, ал эми белоктун синтези бактериялык рибосомаларда бөгөттөлөт. Ошол эле учурда алар эукариоттук рибосомалар менен дээрлик өз ара аракеттенишпейт. Ошондуктан, алар бактериялык клеткалар үчүн кыйратуучу, ал эми жаныбарлар жана адамдар үчүн бир аз уулуу. Бул антибиотиктерге стрептомицин жана левомицетин (хлорамфеникол) кирет.
Белок биосинтезинин биологиялык ролу абдан маанилүү жана бул процесстин өзү бир нече этаптан турат. Бул тууралуу жалпысынан гана сүйлөшөбүз.
Белок биосинтезинин процесси жана биологиялык ролу
Бул процесс көп баскычтуу жана өтө татаал. Ал рибосомаларда пайда болот -өзгөчө органеллдер. Клетка көптөгөн рибосомаларды камтыйт. Мисалы, E. coliде алардын 20 миңге жакыны бар.
"Белок биосинтезинин процессин жана анын биологиялык ролун сүрөттөп бергиле" - мындай тапшырманы көбүбүз мектепте алганбыз. Ал эми көптөр үчүн бул кыйын болду. Келиңиз, муну чогуу чечкенге аракет кылалы.
Белок молекулалары полипептиддик чынжырлар. Алар, сиз билгендей, жеке аминокислоталардан турат. Бирок, акыркылары жетиштүү активдүү эмес. Бир белок молекуласын бириктирүү жана пайда кылуу үчүн активдештирүү талап кылынат. Ал атайын ферменттердин аракетинин натыйжасында пайда болот. Ар бир аминокислотанын ага ылайыкташтырылган өзүнүн энзими бар. Бул процесстин энергия булагы ATP (аденозин трифосфат) болуп саналат. Активдештирүүнүн натыйжасында аминокислота туруктуураак болуп, бул ферменттин таасири астында т-РНК менен байланышат, ал аны рибосомага өткөрөт (ушундан улам бул РНК транспорт деп аталат). Ошентип, тРНК менен байланышкан активдештирилген аминокислоталар рибосомага кирет. Рибосома - келген аминокислоталардан белок чынжырларын чогултуу үчүн конвейердин бир түрү.
Белок синтезинин ролун ашыкча баалоо кыйын, анткени синтезделген бирикмелер абдан маанилүү функцияларды аткарат. Дээрлик бардык клетка структуралары алардан турат.
Ошентип, биз жалпысынан белок биосинтезинин процессин жана анын биологиялык ролун сүрөттөп бердик. Бул белокторго биздин киришүүнү аяктайт. Аны улантууну каалайсыз деп ишенебиз.
