http://poradumo.pp.ua

Online Журнал-Світ порад.
Головна сторінка
» » Білки: біологічна роль. Біологічна роль білка в організмі

Білки: біологічна роль. Біологічна роль білка в організмі

Білки, біологічна роль яких буде розглянута сьогодні, - побудовані з амінокислот високомолекулярні сполуки. Серед всіх інших органічних сполук вони є одними з найбільш складних по своїй будові. За елементарним складом білки відрізняються від жирів і вуглеводів: крім кисню, водню і вуглецю вони містять азот. Крім того, неодмінною складовою частиною найважливіших білків є сірка, а деякі містять йод, залізо і фосфор.

Біологічна роль білка дуже велика. Саме ці сполуки становлять більшу частину маси протоплазми, а також ядер живих клітин. У всіх тваринних і рослинних організмах знаходяться білки.

Одна або декілька функцій

Біологічна роль і функції різних їх сполук різні. Як речовина, що має певну хімічну будову, кожен білок виконує вузькоспеціалізовану функцію. Тільки в деяких випадках він може виконувати відразу кілька взаємопов'язаних. Наприклад, адреналін, який виробляється в мозковому шарі надниркових залоз, поступаючи у кров, що збільшує артеріальний тиск і споживання кисню, вміст цукру в крові. Крім того, він є стимулятором обміну речовин, а у холоднокровних тварин і медіатором нервової системи. Як ви бачите, він виконує багато функцій.




Білки: біологічна роль. Біологічна роль білка в організмі

Ферментативна (каталітична) функція

Різноманітні біохімічні реакції, що протікають в живих організмах, здійснюються в м'яких умовах, при яких температура близька до 40°C, а значення рН практично нейтральні. У даних умовах мізерно малі швидкості протікання багатьох з них. Тому для того, щоб вони здійснилися, потрібні ферменти - біологічні каталізатори. Практично всі реакції, крім фотолиза води, каталізуються в живих організмах саме ферментами. Ці елементи є або білками, або комплексами білків з кофактором (органічною молекулою або іоном металу). Ферменти діють дуже вибірково, запускаючи необхідний процес. Отже, каталітична функція, розглянута вище, - одна з тих, які здійснюють білки. Біологічна роль цих сполук, однак, виконанням її не обмежується. Існує безліч інших функцій, які ми розглянемо нижче.




Транспортна функція

Білки: біологічна роль. Біологічна роль білка в організмі

Для існування клітини необхідно, щоб всередину неї надходило безлічі речовин, які забезпечують її енергією і будівельним матеріалом. Всі біологічні мембрани побудовані за загальним принципом. Це подвійний шар ліпідів, у нього занурені білки. При цьому на поверхні мембран зосереджуються гідрофільні ділянки макромолекул, а в товщі їх - гідрофобні "хвости". Ця структура залишається непроникною для важливих компонентів: амінокислот, цукрів, іонів лужних металів. Проникнення цих елементів всередину клітини відбувається за допомогою транспортних білків, які вбудовані в клітинну мембрану. У бактерій, наприклад, є спеціальний білок, який забезпечує перенесення лактози (молочного цукру) через зовнішню мембрану.

Білки: біологічна роль. Біологічна роль білка в організмі

У багатоклітинних організмів є система транспорту різних речовин з одного органу в інший. Мова йде в першу чергу про гемоглобіні (на фото вище). У плазмі крові, крім того, постійно знаходиться сироватковий альбумін (транспортний білок). Він володіє здатністю формувати міцні комплекси з утворюються при перетравленні жирів жирними кислотами, а також з низкою гідрофобних амінокислот (наприклад, з триптофаном) і з багатьма лікарськими препаратами (деякі пеніциліни, сульфаніламіди, аспірин). Трансферрин, який забезпечує перенесення в організмі іонів заліза, є ще одним прикладом. Можна згадати і церуплазмин, який переносить іони міді. Отже, ми розглянули транспортну функцію, яку виконують білки. Біологічна роль їх і з цієї точки зору вельми істотна.


Рецепторна функція

Білки-рецептори мають велике значення, особливо для забезпечення життєдіяльності багатоклітинних організмів. Вони вбудовані в плазматическую клітинну мембрану і служать для сприйняття і подальшого перетворення сигналів, які надходять у клітину. При цьому сигнали можуть бути як від інших клітин, так і від навколишнього середовища. Рецептори ацетилхоліну на даний момент найбільш досліджені. Вони знаходяться в ряді міжнейронних контактів на мембрані клітин, в тому числі у нервово-м'язових з'єднань, в корі головного мозку. Дані білки взаємодіють з ацетилхоліном і передають сигнал всередину клітини.

Нейромедіатор для отримання сигналу і його перетворення повинен бути видалений для того, щоб клітина мала можливість підготуватися до сприйняття подальших сигналів. Для цього використовується ацетилхолинэстераза - спеціальний фермент, який є каталізатором гідролізу ацетилхоліну до холіну та ацетату. Чи Не правда, дуже важлива і рецепторна функція, яку виконують білки? Біологічна роль наступної, захисної функції організму величезна. З цим неможливо не погодитися.

Захисна функція

В організмі імунна система відповідає на появу в ньому чужорідних частинок виробленням великої кількості лімфоцитів. Вони здатні пошкоджувати елементи вибірково. Такими чужорідними частинками можуть бути ракові клітини, патогенні бактерії, надмолекулярні частки (макромолекули, віруси та ін). В-лімфоцити - група лімфоцитів, яка виробляє особливі білки. Ці білки виділяються в кровоносну систему. Вони розпізнають чужорідні частинки, при цьому утворюючи на стадії знищення високоспецифічний комплекс. Ці білки іменуються імуноглобулінами. А антигенами називають чужорідні речовини, які викликають відповідь імунної системи.


Структурна функція

Крім білків, які виконують високоспеціалізовані функції, є і такі, значення яких в основному структурно. Завдяки їм забезпечується механічна міцність, а також інші властивості тканин живих організмів. До таких білків належать, перш за все, колаген. Колаген (на фото см. нижче) у ссавців становить близько чверті маси білків. Він синтезується в основних клітинах, з яких складається сполучна тканина (вони називаються фібробластами).

Білки: біологічна роль. Біологічна роль білка в організмі

Спочатку колаген утворюється в якості проколагену - його попередника, проходить хімічну обробку в фібробластах. Потім він формується у вигляді трьох поліпептидних ланцюгів, скручених у спіраль. Вони об'єднуються вже поза фібробластів у колагенові фібрили в кілька сотень нанометрів діаметром. Останні ж утворюють колагенові нитки, які вже можна побачити під мікроскопом. В еластичних тканинах (стінках легенів, кровоносних судин, у шкірі) позаклітинний матрикс, крім колагену, містить білок еластин. Він може розтягуватися в досить широких межах і потім повертатися в початковий стан. Інший приклад структурного білка, який можна тут привести, - це фіброїн шовку. Його виділяють під час формування лялечки гусениці шовкопряда. Це головний компонент шовкових ниток. Переходимо до опису рухових білків.

Рухові білки

І в здійсненні рухових процесів велика біологічна роль білків. Коротко розповімо і про їх функції. Скорочення м'язів - це процес, під час якого хімічна енергія перетворюється в механічну роботу. Безпосередніми його учасниками є два білка - міозин і актин. Міозин має вельми незвичайну будову. Він сформований з двох глобулярных головок і хвоста (довгої ниткоподібний частини). Близько 1600 нм становить довжина однієї молекули. На частку голівок при цьому припадає приблизно 200 нм.

Білки: біологічна роль. Біологічна роль білка в організмі

Актин (на фото вище) - глобулярный білок, що має молекулярну масу 42000. Він може полімеризовані, формуючи довгу структуру, і взаємодіяти в такому вигляді з головкою міозину. Важлива риса цього процесу - залежність його від присутності АТФ. Якщо концентрація його досить висока, утворений миозином і актином комплекс руйнується, а потім він знову відновлюється після того, як відбудеться гідроліз АТФ в результаті дії миозиновой Атфази. Цей процес можна спостерігати, наприклад, в розчині, в якому присутні обидва білка. Він стає в'язким в результаті того, що формується високомолекулярний комплекс при відсутності АТФ. При його додаванні різко знижується в'язкість через руйнування створеного комплексу, після чого він поступово починає відновлюватися в результаті гідролізу АТФ. В процесі скорочення м'язів ці взаємодії грають дуже велику роль.

Антибіотики

Білки: біологічна роль. Біологічна роль білка в організмі

Продовжуємо розкривати тему "Біологічна роль білків в організмі". Дуже велику і дуже важливу групу природних сполук складають речовини, звані антибіотиками. Вони мають мікробне походження. Ці речовини виділяються особливими видами мікроорганізмів. Біологічна роль амінокислот і білків безперечна, однак антибіотики виконують особливу, дуже важливу функцію. Вони пригнічують ріст мікроорганізмів, конкуруючих з ними. У 1940-ті роки відкриття та використання антибіотиків зробило справжню революцію в лікуванні викликаються бактеріями інфекційних захворювань. Необхідно відзначити, що в більшості випадків антибіотики на віруси не діють, тому використання їх як противірусних препаратів є неефективним.

Білки: біологічна роль. Біологічна роль білка в організмі

Приклади антибіотиків

Група пеніциліну була першою введена в практику. Прикладами цієї групи є ампіцилін і пеніцилін. Антибіотики за механізмом дії та хімічною природою різноманітні. Деякі з тих, які широко використовуються сьогодні, взаємодіють з рибосомами людини, при цьому в бактеріальних рибосомах гальмується синтез білка. У той же час з эукариотическими рибосомами вони майже не взаємодіють. Тому для бактеріальних клітин вони згубні, а для тварин і людини мало токсичні. До таких антибіотиків відносяться стрептоміцин і левоміцетин (хлорамфенікол).

Біологічна роль біосинтезу білка дуже важлива, а сам цей процес має декілька стадій. Ми розповімо про нього лише в загальних рисах.

Процес і біологічна роль біосинтезу білка

Цей процес є багатоступінчастим і дуже складним. Він відбувається в рибосомах - спеціальних органелах. В клітці знаходиться безліч рибосом. У кишкової палички, приміром, їх близько 20 тисяч.

Охарактеризуйте процес біосинтезу білка та його біологічну роль" - таке завдання багато хто з нас отримували в школі. І у багатьох воно викликало труднощі. Що ж, спробуємо разом розібратися.

Молекули білків є полипептидными ланцюжками. Вони складаються, як ви вже знаєте, з окремих амінокислот. Однак останні недостатньо активні. Для того щоб з'єднатися і утворити молекулу білка, їм потрібна активація. Вона відбувається в результаті дії особливих ферментів. Кожна амінокислота при цьому має свій фермент, специфічно налаштований саме на неї. Джерелом енергії для даного процесу є АТФ (аденозинтрифосфат). Амінокислота в результаті активування стає більш лабільною і зв'язується під дією цього ферменту з т-РНК, яка переносить її в рибосому (з-за цього цю РНК називають транспортної). В рибосому, таким чином, надходять сполучені з т-РНК активовані амінокислоти. Рибосома - це своєрідний конвеєр для складання надходять з ланцюжка амінокислот білка.

Роль синтезу білка складно переоцінити, так як синтезовані сполуки виконують дуже важливі функції. Практично всі клітинні структури складаються з них.

Отже, ми описали в загальних рисах процес біосинтезу білка та його біологічну роль. На цьому завершуємо знайомство з білками. Сподіваємося, у вас з'явилося бажання його продовжити.

of your page -->

Популярні поради

загрузка...