Proteinler (polipep titler, proteinler), bir peptit bağıyla bağlanan alfa-amino asitleri içeren makromoleküler maddelerdir. Canlı organizmalardaki proteinlerin bileşimi genetik kod tarafından belirlenir. Kural olarak, sentez 20 standart amino asitten oluşan bir set kullanır.
Protein sınıflandırması
Proteinlerin ayrıştırılması farklı kriterlere göre yapılır:
- Bir molekülün şekli.
- Kompozisyon.
- İşlevler.
Son kritere göre proteinler sınıflandırılır:
- Yapısal olarak.
- Besleyici ve yedek.
- Ulaşım.
- Müteahhitler.
Yapısal proteinler
Bunlar elastin, kollajen, keratin, fibroin içerir. Yapısal polipep titler, hücre zarlarının oluşumunda rol oynar. Kanallar oluşturabilir veya bunlarda başka işlevler gerçekleştirebilirler.
Besleyici, depo proteinleri
Besin polipeptidi kazeindir. Bu nedenle, büyüyen organizmaya kalsiyum, fosfor veamino asitler.
Yedek proteinler kültür bitkilerinin tohumlarıdır, yumurta akı. Embriyoların gelişim aşamasında tüketilirler. Hayvanlarda olduğu gibi insan vücudunda da proteinler yedekte depolanmaz. Düzenli olarak yiyeceklerle alınmaları gerekir, aksi takdirde distrofi gelişmesi muhtemeldir.
Taşıma polipep titleri
Hemoglobin, bu tür proteinlerin klasik bir örneğidir. Hormonların, lipidlerin ve diğer maddelerin hareketinde rol oynayan diğer polipep titler de kanda bulunur.
Hücre zarları iyonları, amino asitleri, glikozu ve diğer bileşikleri hücre zarı boyunca taşıma yeteneğine sahip proteinler içerir.
Kontratil proteinler
Bu polipep titlerin işlevleri, kas liflerinin çalışmasıyla ilgilidir. Ayrıca protozoalarda silia ve flagellaların hareketini sağlarlar. Kasılma proteinleri, hücre içinde organellerin taşınması işlevini yerine getirir. Varlıkları nedeniyle hücresel formlarda değişim sağlanır.
Kontratil protein örnekleri miyozin ve aktindir. Bu polipep titlerin sadece kas liflerinin hücrelerinde bulunmadığını söylemeye değer. Kontraktil proteinler hemen hemen tüm hayvan dokularında görevlerini yerine getirirler.
Özellikler
Tek bir polipeptit, tropomiyosin, hücrelerde bulunur. Kasılabilen kas proteini miyozin onun polimeridir. Aktin ile bir kompleks oluşturur.
Kasıcı kas proteinleri suda çözünmez.
Polipeptit sentez hızı
Tiroid tarafından düzenlenir vesteroid hormonları. Hücreye nüfuz ederek belirli reseptörlere bağlanırlar. Oluşan kompleks hücre çekirdeğine nüfuz eder ve kromatine bağlanır. Bu, gen seviyesinde polipeptit sentezi oranını arttırır.
Aktif genler, belirli RNA'nın artan sentezini sağlar. Çekirdeği terk eder, ribozomlara gider ve yeni yapısal veya kontraktil proteinlerin, enzimlerin veya hormonların sentezini aktive eder. Bu, genlerin anabolik etkisidir.
Bu arada, hücrelerde protein sentezi oldukça yavaş bir işlemdir. Yüksek enerji maliyetleri ve plastik malzeme gerektirir. Buna göre, hormonlar metabolizmayı hızlı bir şekilde kontrol edemezler. Temel görevleri vücuttaki hücrelerin büyümesini, farklılaşmasını ve gelişimini düzenlemektir.
Kas kasılması
Proteinlerin kasılma fonksiyonunun en iyi örneğidir. Araştırma sırasında, kas kasılmasının temelinin polipeptidin fiziksel özelliklerindeki bir değişiklik olduğu bulundu.
Kasılabilme işlevi, adenosin trifosforik asit ile etkileşime giren aktomiyosin proteini tarafından gerçekleştirilir. Bu bağlantıya miyofibrillerin kasılması eşlik eder. Böyle bir etkileşim vücudun dışında da gözlemlenebilir.
Örneğin, uyarılabilirlikten yoksun (uyarılmış) kas lifleri suya batırılırsa, bir adenozin trifosfat çözeltisine maruz bırakılırsa, canlı kasların kasılmasına benzer şekilde keskin kasılmaları başlayacaktır. Bu deneyim büyük pratik öneme sahiptir. O gerçeği kanıtlıyorkas kasılması, enerji açısından zengin bir madde ile kontraktil proteinlerin kimyasal reaksiyonunu gerektirir.
E vitamininin etkisi
Bir yandan, ana hücre içi antioksidandır. E Vitamini, yağları ve diğer kolayca oksitlenen bileşikleri oksidasyondan korur. Aynı zamanda, bir elektron taşıyıcısı görevi görür ve salınan enerjinin depolanmasıyla ilişkili redoks reaksiyonlarına katılır.
E vitamini eksikliği kas dokusunun atrofisine neden olur: Kasılabilen protein miyozinin içeriği keskin bir şekilde azalır ve bunun yerini inert bir polipeptit olan kolajen alır.
Miyozinin özgüllüğü
Temel kasılma proteinlerinden biri olarak kabul edilir. Kas dokusundaki toplam polipeptit içeriğinin yaklaşık %55'ini oluşturur.
Miyofibrillerin filamentleri (kalın filamentler) miyozinden yapılır. Molekül, çift sarmal yapıya sahip uzun bir fibriler kısım ve kafalar (küresel yapılar) içerir. Miyozin 6 alt birim içerir: küresel kısımda yer alan 2 ağır ve 4 hafif zincir.
Fibriler bölgenin ana görevi, miyozin filamentleri veya kalın protofibriller demetleri oluşturma yeteneğidir.
Başlarda ATPase'nin aktif bölgesi ve aktin bağlama merkezi bulunur. Bu, ATP hidrolizini ve aktin filamentlerine bağlanmasını sağlar.
Çeşitler
Aktin ve miyozin alt türleri şunlardır:
- Dynein of flagella ve kirpiklerprotozoa.
- Eritrosit zarlarında spektrin.
- Persinaptik zarların nörostenin.
Çeşitli maddelerin bir konsantrasyon gradyanında hareketinden sorumlu olan bakteriyel polipep titler, aktin ve miyozin çeşitlerine de atfedilebilir. Bu işleme kemotaksis de denir.
Adenozin trifosforik asidin rolü
Aktomiozin filamentlerini asit çözeltisine koyarsanız, potasyum ve magnezyum iyonları eklerseniz kısaldıklarını görebilirsiniz. Bu durumda, ATP'nin bozulması gözlenir. Bu fenomen, adenosin trifosforik asidin parçalanmasının, kasılma proteininin fizikokimyasal özelliklerindeki bir değişiklik ve dolayısıyla kasların çalışması ile belirli bir ilişkisi olduğunu gösterir. Bu fenomen ilk olarak Szent-Gyorgyi ve Engelhardt tarafından tanımlandı.
ATP'nin sentezi ve parçalanması, kimyasal enerjinin mekanik enerjiye dönüştürülmesi sürecinde esastır. Adenozin trifosforik ve kreatin fosforik asitlerin defosforilasyonunda olduğu gibi, laktik asit üretiminin eşlik ettiği glikojenin parçalanması sırasında, oksijenin katılımı gerekli değildir. Bu, izole edilmiş bir kasın anaerobik koşullar altında çalışma yeteneğini açıklar.
Laktik asit ve adenozin trifosforik ve kreatin fosforik asitlerin parçalanması sırasında oluşan ürünler, anaerobik ortamda çalışırken yorulan kas liflerinde birikir. Sonuç olarak, ayrılma sırasında gerekli enerjinin serbest bırakıldığı madde rezervleri tükenir. Yorgun bir kas oksijen içeren bir ortama konulursa,tüketin. Laktik asidin bir kısmı oksitlenmeye başlayacaktır. Sonuç olarak, su ve karbondioksit oluşur. Serbest bırakılan enerji, kreatin fosforik, adenozin trifosforik asitler ve glikojenin bozunma ürünlerinden yeniden sentezi için kullanılacaktır. Bu sayede kas tekrar çalışma yeteneği kazanacaktır.
İskelet kası
Polipep titlerin bireysel özellikleri, yalnızca işlevlerine ilişkin örneklerle, yani karmaşık faaliyetlere katkılarıyla açıklanabilir. Protein ve organ işlevi arasında bir korelasyonun kurulduğu birkaç yapı arasında, iskelet kası özel bir ilgiyi hak ediyor.
Hücresi sinir uyarıları (zara yönelik sinyaller) tarafından etkinleştirilir. Moleküler olarak kasılma, aktin, miyozin ve Mg-ATP arasındaki periyodik etkileşimler yoluyla çapraz köprülerin döngüsüne dayanır. Kalsiyum bağlayıcı proteinler ve Ca iyonları, efektörler ve sinir sinyalleri arasında aracı görevi görür.
Mediasyon, "açma/kapama" uyarılarına verilen yanıtın hızını sınırlar ve spontan kasılmaları önler. Aynı zamanda, kanatlı böceklerin volan kas liflerinin bazı salınımları (dalgalanmaları) iyonlar veya benzeri düşük moleküler bileşikler tarafından değil, doğrudan kontraktil proteinler tarafından kontrol edilir. Bu nedenle, aktivasyondan sonra kendi kendine ilerleyen çok hızlı kasılmalar mümkündür.
Polipep titlerin sıvı kristal özellikleri
Kas liflerini kıs altırkenprotofibrillerin oluşturduğu kafesin periyodu değişir. İnce filamentlerden oluşan bir kafes, kalın elemanlardan oluşan bir yapıya girdiğinde, dörtgen simetrinin yerini altıgen simetri alır. Bu fenomen, bir sıvı kristal sisteminde polimorfik bir geçiş olarak düşünülebilir.
Mekanokimyasal süreçlerin özellikleri
Kimyasal enerjinin mekanik enerjiye dönüşmesine kadar kaynarlar. Mitokondriyal hücre zarlarının ATP-az aktivitesi, iskelet kaslarının iyosin sisteminin hareketine benzer. Ortak özellikler mekanokimyasal özelliklerinde de belirtilmiştir: ATP'nin etkisi altında azalırlar.
Sonuç olarak, mitokondriyal zarlarda bir kasılma proteini bulunmalıdır. Ve o gerçekten orada. Kasılma polipep titlerinin mitokondriyal mekanokimyada yer aldığı tespit edilmiştir. Bununla birlikte, fosfatidilinositolün (membran lipidi) de süreçlerde önemli bir rol oynadığı ortaya çıktı.
Ekstra
Miyozin protein molekülü sadece çeşitli kasların kasılmasına katkıda bulunmakla kalmaz, aynı zamanda diğer hücre içi süreçlere de katılabilir. Bu, özellikle organellerin hareketi, aktin filamentlerinin zarlara bağlanması, hücre iskeletinin oluşumu ve işleyişi vb. ile ilgilidir. Neredeyse her zaman, molekül, ikinci anahtar kasılma olan aktin ile şu veya bu şekilde etkileşime girer. protein.
Aktomiyosin moleküllerinin ATP'den bir fosforik asit kalıntısı ayrıldığında açığa çıkan kimyasal enerjinin etkisi altında uzunluk değiştirebildiği kanıtlanmıştır. Başka bir deyişle, bu süreçkas kasılmasına neden olur.
ATP sistemi bu nedenle bir tür kimyasal enerji akümülatörü görevi görür. Gerektiğinde, aktomiozin aracılığıyla doğrudan mekanik hale gelir. Aynı zamanda, diğer elementlerin etkileşim süreçlerinin - termal enerjiye geçiş - karakteristik özelliği yoktur.
