Значэнне, ролю і функцыі бялкоў у клетцы. Якую функцыю ў клетцы выконваюць вавёркі?

Вавёркі - гэта найважнейшыя арганічныя рэчывы, колькасць якіх пераважае над усімі іншымі макрамалекуламі, якія прысутнічаюць у жывой клетцы. Яны складаюць больш за палову вагі сухога рэчыва як раслінных, так і жывёльных арганізмаў. Функцыі бялкоў у клетцы разнастайныя, некаторыя з іх да гэтага часу застаюцца невядомымі навуцы. Але ўсё ж асноўныя напрамкі іх «працы» добра вывучаныя. Адны патрэбныя для таго, каб стымуляваць працэсы, якія праходзяць у клетках і тканінах. Іншыя пераносяць важныя мінеральныя злучэння праз клеткавую мембрану і па крывяносных пасудзінах ад аднаго органа да іншага. Некаторыя абараняюць арганізм ад чужародных часта патагенных агентаў. Ясна адно - без бялкоў не працякае ні адзін працэс у нашым арганізме.

Асноўныя функцыі бялкоў

Функцыі бялкоў у арганізме шматстайныя. Кожная група мае пэўны хімічны будынак, здзяйсняе адну спецыялізаваную «працу». У некаторых выпадках некалькі тыпаў бялкоў ўзаемазвязаны адзін з адным. Яны адказваюць за розныя этапы аднаго працэсу. Ці ж ўплываюць адразу на некалькі. Напрыклад, рэгулятарная функцыя бялкоў ажыццяўляецца ферментамі і гармонамі. Гэтую з'яву можна ўявіць, успомніўшы аб гармонаў адрэналіне. Ён выпрацоўваецца мазгавым пластом наднырачнікаў. Паступаючы ў крывяносныя пасудзіны, ён павышае колькасць кіслароду ў крыві. Падымаецца і артэрыяльны ціск, павялічваецца ўтрыманне цукру. Гэта стымулюе абменныя працэсы. Таксама адрэналін з'яўляецца медыятарам нервовай сістэмы ў рыб, амфібій і рэптылій.

ферментатыўная функцыя

Шматлікія якія праходзяць у клетках жывых арганізмаў біяхімічныя рэакцыі ажыццяўляюцца пры высокіх тэмпературах і з нейтральным значэннем рН. У такіх умовах хуткасць іх праходжання занадта малая, таму патрэбныя спецыялізаваныя каталізатары, званыя ферментамі. Усе іх разнастайнасць аб'яднана ў 6 класаў, якія адрозніваюцца па спецыфічнасці дзеянні. Ферменты сінтэзуюцца на Рыбасомы ў клетках. Іх вывучэннем займаецца навука энзимология.

Несумненна, без ферментаў немагчымая рэгулятарная функцыя бялкоў. Яны валодаюць высокай выбіральнасцю дзеянні. Іх актыўнасць можа рэгулявацца інгібітарамі і актыватара. Акрамя таго, ферменты звычайна праяўляюць спецыфічнасць па адносінах да субстрату. Таксама ферментатыўная актыўнасць залежыць ад умоў у арганізме і ў клетках у прыватнасці. На іх праходжанне ўплывае ціск, кіслая рн, тэмпература, іённая сіла раствора, то ёсць канцэнтрацыя соляў у цытаплазме.

Транспартная функцыя бялкоў

У клетку павінны ўвесь час паступаць неабходныя арганізму мінеральныя і арганічныя рэчывы. Яны патрэбны як будаўнічыя матэрыялы і крыніцы энергіі ў клетках. Але механізм іх паступлення дастаткова складаны. Клеткавыя абалонкі складаюцца не толькі з бялкоў. Біялагічныя мембраны будуюцца па прынцыпе двайнога пласта ліпідаў. Паміж імі ўбудаваныя розныя бялкі. Вельмі важна, што гідрафільныя ўчасткі знаходзяцца на паверхні мембраны, а гідрафобныя - у яе тоўшчы. Такім чынам, такая структура робіць абалонку непранікальнай. Праз яе не могуць самастойна, без "дапамогі", прайсці такія важныя кампаненты, як цукру, іёны Металіт і амінакіслоты. Праз цытаплазматычная мембрану ў цытаплазму іх транспартуюць спецыялізаваныя вавёркі, якія ўмантаваныя ў пласты ліпідаў.

Транспарт рэчываў ад адных органаў да іншых

Але транспартная функцыя бялкоў ажыццяўляецца не толькі паміж міжклеткавай рэчывы і клеткай. Некаторыя важныя для фізіялагічных працэсаў рэчывы прыходзіцца дастаўляць з адных органаў у іншыя. Напрыклад, транспартны бялок крыві - Сыроватачны альбумін. Ён надзелены ўнікальнай здольнасцю фарміраваць злучэння з тлустымі кіслотамі, якія з'яўляюцца пры пераварванні тлушчаў, з лекавымі прэпаратамі, а таксама са стэроіднымі гармонамі. Важнымі вавёркамі-пераносчыкамі з'яўляюцца і гемаглабін (які дастаўляе малекулы кіслароду), трансферрин (хто злучаецца з іёнамі жалеза) і церуплазмин (які фарміруе комплексы з меддзю).

Сігнальная функцыя бялкоў

Вялікае значэнне ў праходжанні фізіялагічных працэсаў у мнагаклетачных складаных арганізмах маюць бялкі-рэцэптары. Яны умантаваныя ў плазматычныя мембрану. Служаць яны для ўспрымання і расшыфроўкі рознага роду сігналаў, якія няспынным патокам паступаюць у клеткі не толькі ад суседніх тканін, але і з навакольнага асяроддзя. У цяперашні час, мабыць, самым даследаваным бялком-рэцэптарам з'яўляецца ацэтылхалін. Ён знаходзіцца ў шэрагу межнейронных кантактаў на мембране клеткі.

Але сігнальная функцыя бялкоў ажыццяўляецца не толькі ўнутры клетак. Многія гармоны звязваюцца са спецыфічнымі рэцэптарамі на іх паверхні. Такое якое сфармавалася злучэнне і з'яўляецца сігналам, які актывуе фізіялагічныя працэсы ў клетках. Прыкладам такіх бялкоў з'яўляецца інсулін, які дзейнічае ў аденилатциклазной сістэме.

ахоўная функцыя

Функцыі бялкоў у клетцы розныя. Некаторыя з іх удзельнічаюць у імунных адказах. Гэта абараняе арганізм ад інфекцый. Імунная сістэма здольная адказваць на выяўленыя чужародныя агенты сінтэзам велізарнай колькасці лімфацытаў. Гэтыя рэчывы здольныя выбарачна пашкоджваць гэтыя агенты, яны могуць быць чужароднымі для арганізма, напрыклад бактэрыі, надмолекулярные часціцы, ці гэта могуць быць ракавыя клеткі.

Адна з груп - «бэта» -лимфоциты - выпрацоўвае вавёркі, якія трапляюць у рэчышча крыві. Яны маюць вельмі цікавую функцыю. Гэтыя бялкі павінны распазнаваць чужародныя клеткі і макрамалекулы. Затым яны злучаюцца з імі, фармуючы комплекс, які падлягае знішчэнню. Вавёркі гэтыя называюцца імунаглабулінамі. Самі чужародныя кампаненты - гэта антыгены. А імунаглабуліны, якія ім адпавядаюць - антыцелы.

структурная функцыя

У арганізме, акрамя высокаспецыялізаваная, існуюць яшчэ і структурныя вавёркі. Яны неабходныя, каб забяспечваць механічную трываласць. Гэтыя функцыі бялкоў у клетцы важныя для падтрымання формы і захавання маладосці арганізма. Самым вядомым з'яўляецца калаген. Гэта асноўны бялок пазаклеткавай матрікса злучальных тканін. У вышэйшых млекакормячых ён складае да 1/4 агульнай масы бялкоў. Сінтэзуецца калаген ў фібрабластаў, якія з'яўляюцца асноўнымі клетачкамі злучальных тканін.

Такія функцыі бялкоў у клетцы маюць вялікае значэнне. Акрамя калагена, вядомы яшчэ адзін структурны бялок - эластін. Ён таксама з'яўляецца складнікам пазаклеткавай матрікса. Эластін здольны надзяляць тканіны магчымасцю расцягвацца ў пэўных межах і лёгка вяртацца ў зыходную форму. Яшчэ адзін прыклад структурнага бялку - фиброин, які выяўлены ў гусеніц шаўкапрадаў. Гэта асноўны кампанент шаўковых нітак.

рухальныя вавёркі

Ролю бялкоў у клетцы пераацаніць немагчыма. Яны прымаюць удзел і ў працы цягліц. Цягліцавае скарачэнне з'яўляецца важным фізіялагічным працэсам. У выніку адбываецца ператварэнне назапашанага ў выглядзе макрамалекул АТФ ў хімічную энергію. Непасрэднымі ўдзельнікамі працэсу з'яўляюцца два бялку - актыній і міязін.

Гэтыя рухальныя вавёркі ўяўляюць сабой ніткападобныя малекулы, якія функцыянуюць у скарачальнай сістэме шкілетных цягліц. Таксама яны выяўляюцца ў немышечных тканінах у эукарыятычнай клетак. Яшчэ адзін прыклад рухальных бялкоў - тубулин. З яго пабудаваныя мік- ратрубачкі, якія з'яўляюцца важным элементам жгутиков і вейчыкаў. Таксама мік- ратрубачкі, якія змяшчаюць тубулин, выяўляюць у клетках нервовай тканіны жывёл.

антыбіётыкі

Велізарная ахоўная роля бялкоў у клетцы. Часткова яе ўскладаюць на групу, якую прынята называць антыбіётыкамі. Гэта рэчывы прыроднага паходжання, якія сінтэзуюцца, як правіла, у бактэрыя, мікраскапічных грыбах і іншых мікраарганізмы. Яны нацэлены на падаўленне фізіялагічных працэсаў іншых канкуруючых арганізмаў. Адкрыты антыбіётыкі бялковага паходжання былі ў 40-х гадах. Яны зрабілі рэвалюцыю ў медыцыне, даўшы ёй моцны штуршок для развіцця.

Па сваёй хімічнай прыродзе антыбіётыкі - вельмі разнастайная група. Яны адрозніваюцца і па механізме дзеяння. Адны перашкаджаюць сінтэзу бялку ўнутры клетак, другія блакуюць выпрацоўку важных ферментаў, трэція душаць рост, чацвёртыя - размнажэнне. Напрыклад, добра вядомы стрэптаміцын ўзаемадзейнічаюць з Рыбасомы бактэрыяльных клетак. Такім чынам, у іх рэзка запавольваецца сінтэз бялкоў. Пры гэтым дадзеныя антыбіётыкі не ўзаемадзейнічаюць з эукарыятычнай Рыбасомы арганізма чалавека. Гэта значыць, што для вышэйшых млекакормячых дадзеныя рэчывы не таксічныя.

Гэта далёка не ўсе функцыі бялкоў у клетцы. Табліца антыбіятычныя рэчываў дазваляе вызначыць і іншыя вузкаспецыялізаваныя дзеянні, якія гэтыя спецыфічныя прыродныя злучэнні здольныя аказваць на бактэрыі і не толькі. У цяперашні час вядуцца вывучэння антыбіётыкаў бялковага паходжання, якія пры ўзаемадзеянні з ДНК парушаюць працэсы, звязаныя з увасабленнем спадчыннай інфармацыі. Але пакуль такія рэчывы выкарыстоўваюць толькі пры хіміятэрапіі анкалагічных захворванняў. Прыкладам такога антыбіятычнымі рэчывы з'яўляецца дактиномицин, сінтэзаваных актиномицетами.

таксіны

Вавёркі ў клетцы выконваюць функцыю вельмі спецыфічную і нават неардынарную. У шэрагу жывых арганізмаў выпрацоўваюцца атрутныя рэчывы - таксіны. Па сваёй прыродзе гэта бялкі і складаныя нізкамалекулярных арганічныя злучэнні. У якасці прыкладу можна прывесці атрутную мякаць грыба бледная паганка.

Запасныя і харчовыя вавёркі

Некаторыя вавёркі выконваюць функцыю па забеспячэнні харчаваннем зародкаў жывёл і раслін. Такіх прыкладаў шмат. Значэнне бялку ў клетцы насення злакавых заключана менавіта ў гэтым. Яны будуць сілкаваць які фарміруецца зачаток расліны на першых стадыях яго развіцця. У жывёл харчовымі вавёркамі з'яўляюцца яечны альбумін і малочны казеін.

Невывучаныя ўласцівасці бялкоў

Прыведзеныя вышэй прыклады - толькі тая частка, што ўжо досыць вывучана. Але ў прыродзе застаецца шмат загадак. Вавёркі ў клетцы шматлікіх біялагічных відаў ўнікальныя, і ў цяперашні час нават класіфікаваць іх цяжка. Напрыклад, монеллин - бялок, выяўлены і вылучаны з афрыканскага расліны. На смак ён салодкі, але пры гэтым не выклікае атлусцення і не таксічны. У будучыні гэта можа быць выдатная замена цукру. Яшчэ адзін прыклад - бялок, выяўлены ў некаторых арктычных рыб, ён перашкаджае замярзання крыві, дзейнічаючы як антыфрыз у літаральным сэнсе гэтага параўнання. У шэрагу казурак у злучэннях крылаў выяўлены бялок резилин, які валодае унікальнай, практычна ідэальнай эластычнасцю. І гэта далёка не ўсе прыклады рэчываў, якія толькі трэба будзе вывучыць і класіфікаваць.