Význam, úloha a funkce bílkovin v buňce. Jakou funkci provádí veverka v buňce?

Nejdůležitější jsou bílkoviny organické látky,

Hlavní funkce bílkovin

Funkce bílkovin v těle jsou různé. Každá skupina má určitou chemickou strukturu, provádí jednu specializovanou "práci". V některých případech jsou vzájemně propojeny různé typy proteinů. Jsou odpovědní za různé fáze jednoho procesu. Nebo se týká více lidí najednou. Například regulační funkce proteinů se provádí enzymy a hormony. Tento jev lze představit, pamatující si hormon adrenalin. Vyrábí se adrenální medulou. Při vstupu do krevních cév zvyšuje množství kyslíku v krvi. Krevní tlak také stoupá, obsah cukru se zvyšuje. To stimuluje metabolické procesy. Také adrenalin je zprostředkovatel nervového systému u ryb, obojživelníků a plazů.

Enzymatická funkce

V buňkách živých organismů probíhají četné biochemické reakce při vysokých teplotách a neutrálním pH. Za takových podmínek je jejich průchod příliš malý, takže jsou zapotřebí specializované katalyzátory nazývané enzymy. Celá jejich rozmanitost je kombinována do 6 tříd, které se liší podle specificity akce. Enzymy jsou syntetizovány na ribozómech v buňkách. Jejich studium se zabývá vědou o enzymologii.

Nepochybně, bez enzymů, je regulační funkce proteinů nemožná. Mají vysokou selektivitu působení. Jejich aktivitu lze regulovat pomocí inhibitorů a aktivátorů. Navíc enzymy obvykle vykazují specificitu pro substráty. Také enzymatická aktivita závisí na stavech v těle a zejména v buňkách. Jejich tok je ovlivněn tlakem, kyselým pH, teplotou, iontovou silou roztoku, tj. Koncentrací solí v cytoplazmě.

Transportní funkce proteinů

Buňce musí být neustále zásobováno potřebnými minerálními a organickými látkami. Jsou potřebné jako stavební materiály a energetické zdroje v buňkách. Mechanismus jejich přijetí je však poměrně komplikovaný. Buněčné membrány se skládají nejen z bílkovin. Biologické membrány jsou postaveny na principu dvojité vrstvy lipidů. Mezi nimi jsou postaveny různé proteiny. Je velmi důležité, aby hydrofilní oblasti byly na povrchu membrány a hydrofobní oblasti byly v její tloušťce. Taková struktura tak činí obálku neprostupným. Prostřednictvím toho nemohou samostatně, bez "pomoci", projít tak důležitými složkami, jako jsou cukry, ionty metholů a aminokyselin. Prostřednictvím cytoplazmatické membrány do cytoplazmy jsou transportovány speciálními bílkovinami, které jsou uloženy ve vrstvách lipidů.

Přeprava látek z jednoho orgánu do druhého

Ale transportní funkce bílkovin je realizována nejen mezi mezibuněčná látka a buňku. Některé látky důležité pro fyziologické procesy musí být dodány z jednoho orgánu do druhého. Například transportním proteinem krve je sérový albumin. Má jedinečnou schopnost tvořit sloučeniny s mastnými kyselinami, které se objevují při trávení tuků, léky a steroidními hormony. Důležité nosné proteiny jsou hemoglobin a (dodávání kyslíku molekula) transferin (spojení s ionty železa) a tseruplazmin (tvořící komplexy s mědí).

Signální funkce proteinů

Proteinové receptory mají velký význam v průběhu fyziologických procesů v mnohobuněčných komplexních organismech. Jsou umístěny v plazmové membráně. Slouží k vnímání a dekódování různých druhů signálů, které nepřetržitě proudí do buněk nejen ze sousedních tkání, ale také z vnějšího prostředí. V současné době je možná nejvíce studovaným proteinovým receptorem acetylcholin. Je umístěn v řadě vnitřních kontaktů na buněčné membráně.

Signální funkce proteinů však není jen v buňkách. Mnoho hormonů se na svém povrchu váže na specifické receptory. Takto vytvořené spojení je signál, který aktivuje fyziologické procesy v buňkách. Příkladem takových proteinů je inzulin působící v systému adenylátcyklázy.

Ochranná funkce

Funkce proteinů v buňce jsou různé. Někteří z nich se podílejí na imunitní odpovědi. To chrání tělo před infekcemi. Imunitní systém je schopen reagovat na detekovaná cizí činidla syntézou velkého počtu lymfocytů. Tyto látky jsou schopny selektivně poškození těchto činidel, mohou být cizí organismus, jako jsou bakterie, nadmolekulárních částic, nebo může být rakovinné buňky.

Jedna ze skupin - beta-lymfocyty - produkuje bílkoviny, které spadají do krevního řečiště. Mají velmi zajímavou funkci. Tyto proteiny musí rozpoznávat cizí buňky a makromolekuly. Pak se s nimi spojují, tvoří komplex, který je předmětem zničení. Tyto proteiny se nazývají imunoglobuliny. Cizí složky samotné jsou antigeny. A imunoglobuliny, které jim odpovídají - protilátky.

Strukturální funkce

V těle jsou vedle vysoce specializovaných i strukturální proteiny. Jsou nezbytné pro zajištění mechanické pevnosti. Tyto funkce proteinů v buňce jsou důležité pro udržení tvaru a uchování mládí těla. Nejznámější je kolagen. Toto je hlavní protein extracelulární matrice spojivových tkání. U vyšších savců je až 1/4 celkové hmotnosti bílkovin. Kolagen je syntetizován ve fibroblastech, které jsou hlavními buňkami spojivových tkání.

Takové funkce proteinů v buňce mají velký význam. Kromě kolagenu je známo další strukturální protein, elastin. Je také součástí extracelulární matrice. Elastin je schopen tkanině dát schopnost se protáhnout v určitých mezích a snadno se vrátit do původního tvaru. Dalším příkladem strukturního proteinu je fibroin, který se vyskytuje u housenek z bource morušového. To je hlavní součást hedvábných nití.

Motorové proteiny

Úloha bílkovin v buňce nemůže být přeceňována. Zúčastňují se práce svalů. Svalová kontrakce je důležitým fyziologickým procesem. V důsledku toho se ATP převádí na chemickou energii uloženou ve formě makromolekul. Bezprostředními účastníky procesu jsou dva proteiny - aktin a myosin.

Tyto motorické proteiny jsou vláknité molekuly, které fungují v kontraktilním systému kosterních svalů. Nacházejí se také v tkáních bez svalů v eukaryotických buňkách. Dalším příkladem motorických proteinů je tubulin. Vznikají z nich mikrotubuly, které jsou důležitým prvkem flagely a řas. Také v buňkách nervového systému jsou detekovány mikrotubuly obsahující tubulin zvířecí tkáň.

Antibiotika

Protektivní role proteinů v buňce je obrovská. Část je přidělena skupině, která se nazývá antibiotika. Jedná se o látky přírodního původu, které jsou zpravidla syntetizovány v bakteriích, mikroskopických houbách a jiných mikroorganismech. Jsou zaměřeny na potlačení fyziologických procesů jiných konkurenčních organismů. Antibiotika původu z bílkovin byly objeveny ve 40. letech 20. století. Revoluce lékařství přinesla silný podnět k rozvoji.

Podle jejich chemická povaha, antibiotika - velmi různorodou skupinou. Odlišují se mechanismem účinku. Některé zasahují protein syntéza uvnitř buněk druhá blokuje produkci důležitých enzymů, ostatní potlačují růst, čtvrtý - reprodukce. Například dobře známý streptomycin interaguje s ribosomy bakteriálních buněk. Syntéza bílkovin je v nich dramaticky zpomalována. Současně tato antibiotika nereagují s eukaryotickými ribozomy lidského těla. To znamená, že u vyšších savců nejsou tyto látky toxické.

To nejsou všechny funkce proteinů v buňce. Tabulka antibiotických látek umožňuje určit další vysoce specializované účinky, které tyto specifické přírodní sloučeniny mohou působit na bakterie a nejenom. V současné době se studují antibiotické proteiny, které při interakci s DNA porušují procesy spojené s vtělením dědičných informací. Zatímco se tyto látky používají pouze pro chemoterapii onkologických onemocnění. Příkladem takové antibiotické látky je dactinomycin, syntetizovaný aktinomycety.

Toxiny

Proteiny v buňce mají velmi specifickou a dokonce i mimořádnou funkci. Řada živých organismů produkuje jedovaté látky - toxiny. Jejich povahou jsou bílkoviny a komplex nízkomolekulární organických sloučenin. Příkladem je jedovatá houbovitá buničina bledá muchomůrka.

Náhradní a potravinářské bílkoviny

Některé bílkoviny plní funkci poskytování potravin pro embrya zvířat a rostlin. Existuje mnoho takových příkladů. To je význam bílkovin v buňce osiva obilovin. Budou živit vznikající rudiment rostliny v prvních fázích svého vývoje. U zvířat jsou stravovacími bílkovinami vaječný albumin a mléčný kasein.

Nepřehlédnutelné vlastnosti bílkovin

Výše uvedené příklady jsou pouze částí, která již byla dostatečně studována. Ale v přírodě existuje mnoho tajemství. Proteiny v buňce mnoha druhů jsou jedinečné a v současné době je obtížné je dokonce klasifikovat. Například monellin je protein nalezený a izolovaný z africké rostliny. Chutná sladce, ale nezpůsobuje obezitu a není toxická. V budoucnu to může být vynikající náhrada cukru. Další příklad - nalezený v některých arktických rybách protein, zabraňuje zamrzání krve, jako nemrznoucí doslovném smyslu srovnání. Řada hmyzu v křídlech kloubů odhalila protein z kaučuku, který má jedinečnou, téměř ideální elasticitu. A to v žádném případě nejsou příklady látek, které je třeba studovat a klasifikovat.