Važnost, uloga i funkcija proteina u stanici. Kakvu funkciju vjeverica izvodi u ćeliji?

Proteini su najvažniji organskih tvari,

Glavne funkcije proteina

Funkcije proteina u tijelu su različite. Svaka grupa ima određenu kemijsku strukturu, obavlja jedan specijalizirani "posao". U nekim slučajevima, nekoliko vrsta proteina su međusobno povezane. Oni su odgovorni za različite faze jednog procesa. Ili oni utječu na nekoliko ljudi odjednom. Na primjer, regulatorna funkcija proteina provodi se enzimima i hormonima. Ovaj fenomen se može zamisliti, prisjećajući se hormona adrenalina. Proizvodi ih nadbubrežna medula. Ulazak u krvne žile povećava količinu kisika u krvi. Porast krvnog tlaka, povećava se i sadržaj šećera. To stimulira metaboličke procese. Adrenalin je također posrednik živčanog sustava u ribi, vodozemcima i gmazovima.

Enzimatska funkcija

Brojne biokemijske reakcije koje se odvijaju u stanicama živih organizama provode se pri visokim temperaturama i neutralnim pH. U takvim uvjetima brzina njihovog prolaza je premala, pa su potrebni specijalizirani katalizatori koji se nazivaju enzimi. Sve njihove raznolikosti kombiniraju se u 6 razreda, koje se razlikuju po specifičnosti akcije. Enzimi su sintetizirani na ribosomima u stanicama. Njihova se studija bavi znanostima o enzimologiji.

Bez sumnje, bez enzima, regulatorna funkcija proteina je nemoguća. Oni imaju visoku selektivnost djelovanja. Njihova aktivnost može se regulirati inhibitorima i aktivatorima. Osim toga, enzimi obično pokazuju specifičnost za supstrate. Također, enzimska aktivnost ovisi o uvjetima u tijelu i posebno u stanicama. Njihov protok tlak učinak kiseli pH, temperatura, ionska jakost otopine, tj koncentracija soli u citoplazmi.

Prometna funkcija proteina

Stanicu se stalno mora isporučivati ​​s potrebnim mineralnim i organskim tvarima. Potrebni su kao građevni materijali i izvori energije u stanicama. Ali mehanizam njihova prijema je prilično složen. Stanične membrane ne sastoje se samo od bjelančevina. Biološke membrane izgrađene su na načelu dvostrukog sloja lipida. Razni proteini su izgrađeni između njih. Vrlo je važno da su hidrofilni prostori na površini membrane, a hidrofobna područja su u njegovoj debljini. Dakle, takva struktura čini omotnicu neprozirnom. Kroz njega, ne može samostalno, bez "pomoći", proći kroz važne komponente poput šećera, iona metola i aminokiselina. Kroz citoplazmatsku membranu u citoplazmu transportiraju ih specijalizirani proteini koji su ugrađeni u slojeve lipida.

Prijevoz tvari iz jednog organa u drugi

Ali funkcija transporta proteina ostvaruje se ne samo između međustanična supstanca i stanicu. Neke tvari važne za fiziološke procese moraju biti isporučene iz jednog organa u drugi. Na primjer, transport proteina u krvi - serumski albumin. Ona je obdarena s jedinstvenim sposobnost da se formira spoj s masnim kiselinama, koje se pojavljuju u probavu masnoća, s drogom, kao i sa steroidnim hormonima. Važni su proteini nosači i hemoglobin (isporuku molekula kisika) transferina (spajanje sa iona željeza) i tseruplazmin (tvore komplekse s bakar).

Funkcija signala proteina

Proteinski receptori su od velike važnosti tijekom fizioloških procesa u višestaničnim kompleksnim organizmima. Postavljeni su u plazma membranu. Oni služe za percepciju i dekodiranje različitih vrsta signala koji kontinuirano teče u stanice ne samo od susjednih tkiva, nego i od vanjskog okruženja. U današnje vrijeme možda je većina studirao protein-receptor acetilkolin. Nalazi se u nizu interneuronalnih kontakata na staničnoj membrani.

Ali signalna funkcija proteina nije samo unutar stanica. Mnogi se hormoni vežu na specifične receptore na njihovoj površini. Takva formirana veza je signal koji aktivira fiziološke procese u stanicama. Primjer takvih proteina je inzulin koji djeluje u sustavu adenilat ciklaze.

Zaštitna funkcija

Funkcije proteina u stanici su različite. Neki od njih su uključeni u imunološke reakcije. To štiti tijelo od infekcija. Imunološki sustav može reagirati na otkrivene strane agense sintezom velikog broja limfocita. Ove tvari mogu selektivno oštetiti te agense, mogu biti strano tijelu, na primjer bakterije, supramolekularne čestice, ili mogu biti stanice raka.

Jedna od skupina - beta-limfociti - proizvodi proteine ​​koji pada u krvotok. Imaju vrlo zanimljivu ulogu. Ti proteini moraju prepoznati strane stanice i makromolekule. Zatim se povezuju s njima, stvarajući kompleks, koji je podložan uništenju. Ti se proteini nazivaju imunoglobulini. Inozemne komponente same su antigeni. I imunoglobulini, koji odgovaraju njima - protutijela.

Strukturna funkcija

U tijelu, osim visoko specijaliziranih, postoje i strukturni proteini. Potrebni su za pružanje mehaničke čvrstoće. Ove funkcije proteina u stanici važne su za održavanje oblika i očuvanje mladosti tijela. Najpoznatiji je kolagen. Ovo je glavni protein izvanstaničnog matriksa vezivnih tkiva. Kod viših sisavaca to je do 1/4 ukupne mase proteina. Kolagen se sintetizira u fibroblastima, koje su glavne stanice vezivnog tkiva.

Takve funkcije proteina u stanici su od velike važnosti. Osim kolagena, poznat je i drugi strukturni protein, elastin. Također je sastavni dio izvanstaničnog matriksa. Elastin je sposoban dati tkivo sposobnost da se proteže unutar određenih granica i lako se vratiti u svoj izvorni oblik. Drugi primjer strukturnih proteina je fibroin, koji se nalazi u gusjenicama svilene šire. Ovo je glavna komponenta svilenih niti.

Proteini motora

Uloga proteina u stanici ne može se precijeniti. Sudjeluju u radu mišića. Kontrakcija mišića važan je fiziološki proces. Kao rezultat, ATP se pretvara u kemijsku energiju pohranjenu kao makromolekule. Neposredni sudionici procesa su dva proteina - aktin i miozin.

Ovi motorički proteini su vlaknaste molekule koje djeluju u kontraktilnom sustavu skeletnih mišića. Oni se također nalaze u ne-mišićnim tkivima u eukariotskim stanicama. Drugi primjer proteinskih motora je tubulin. Iz nje su izgrađene mikrotubule, koje su važan element flagella i cilia. Također, mikrotitube koje sadrže tubulin detektirane su u stanicama živčanog sustava životinjskog tkiva.

antibiotici

Zaštitna uloga proteina u stanici je ogromna. Dio toga se dodjeljuje grupi koja se zove antibiotici. To su tvari prirodnog podrijetla koje se u pravilu sintetiziraju u bakterijama, mikroskopskim gljivama i ostalim mikroorganizmima. Cilj im je suzbijanje fizioloških procesa drugih natjecateljskih organizama. Antibiotici proteinskog podrijetla otkriveni su 1940-ih. Oni su revolucionirali medicinu, dajući mu snažan poticaj razvoju.

U svojoj kemijskoj prirodi, antibiotici su vrlo raznolika skupina. Razlikuju se mehanizmom djelovanja. Neki se ometaju sinteza proteina unutar ćelija, drugi blok proizvodnje važnih enzima, drugi potiskuju rast, četvrti - reprodukcija. Na primjer, poznati streptomicin reagira s ribosomima bakterijskih stanica. Dakle, sinteza proteina dramatično je usporena u njima. Istodobno, ti antibiotici ne stupaju u interakciju s eukariotskim ribosomima ljudskog tijela. To znači da za više sisavce te tvari nisu toksične.

To nije sve funkcije proteina u stanici. Tablica antibiotskih tvari omogućava određivanje drugih visoko specijaliziranih postupaka koje ti specifični prirodni spojevi mogu djelovati na bakterije, a ne samo na njih. U tijeku proučavanja antibiotik proteina porijekla koji u interakciji s DNA povrijedi procese povezane s provedbom genetskih informacija. No, dok se takve tvari koriste samo za kemoterapiju onkoloških bolesti. Primjer takve antibiotske supstancije je daktinomicin, sintetiziran aktinomicetama.

toksini

Bjelančevine u stanici imaju vrlo specifičnu, pa čak i izvanrednu funkciju. Broj živih organizama proizvodi otrovne supstance - toksine. Po svojoj prirodi, to su proteini i složeni nisko molekularni organski spojevi. Primjer je otrovna gljiva blijedo toadstool.

Spore i proteini hrane

Neki proteini ispunjavaju funkciju pružanja hrane za zametke životinja i biljaka. Postoje mnogi takvi primjeri. To je značenje proteina u stanici sjemena žitarica. Oni će hraniti nastajanje prerade biljke u prvim fazama svog razvoja. Kod životinja, dijetetski proteini su albumin jajeta i mliječni kazein.

Nepoznata svojstva proteina

Gornji primjeri samo su dio koji je već dovoljno proučen. Ali u prirodi postoji mnogo misterija. Bjelančevine u ćeliji mnogih vrsta su jedinstvene, a sada ih je teško čak klasificirati. Na primjer, monelin je protein pronađen i izoliran iz afričke biljke. Osjeća se slatko, ali to ne uzrokuje pretilost i nije toksično. U budućnosti to može biti izvrsna zamjena za šećer. Drugi primjer - protein koji se nalazi u nekom Arctic riba, sprečava smrzavanje krvi, djeluje kao antifriz u doslovnom smislu usporedbe. Broj insekata u zglobovima krila otkriva protein od gume, koji ima jedinstvenu, gotovo idealnu elastičnost. A to nikako nisu svi primjeri tvari koje se tek trebaju proučavati i klasificirati.