Un număr mare de substanțe organice care alcătuiesc o celulă vie se caracterizează prin dimensiuni moleculare mari și sunt biopolimeri. Acestea includ proteine, care reprezintă de la 50 la 80% din masa uscată a întregii celule. Monomerii proteici sunt aminoacizi care sunt legați între ele prin legături peptidice. Macromoleculele proteice au mai multe niveluri de organizare și îndeplinesc o serie de funcții importante în celulă: construcție, protecție, catalitică, motorie etc. În articolul nostru, vom lua în considerare caracteristicile structurale ale peptidelor și vom oferi, de asemenea, exemple de proteine globulare și fibrilare. care alcătuiesc corpul uman.
Forme de organizare a macromoleculelor polipeptidice
Reziduurile de aminoacizi sunt conectate secvenţial între ele prin legături covalente puternice numitepeptidă. Ele sunt destul de puternice și mențin structura primară a proteinei într-o stare stabilă, care are forma unui lanț. Forma secundară apare atunci când lanțul polipeptidic este răsucit într-o helix alfa. Este stabilizat prin legături de hidrogen în plus. Configurația terțiară sau nativă este de o importanță fundamentală, deoarece majoritatea proteinelor globulare dintr-o celulă vie au tocmai o astfel de structură. Spirala este împachetată sub forma unei sfere sau globule. Stabilitatea sa se datorează nu numai apariției de noi legături de hidrogen, ci și formării de punți disulfurice. Ele apar din cauza interacțiunii atomilor de sulf care formează aminoacidul cisteină. Un rol important în formarea structurii terțiare îl joacă interacțiunile hidrofile și hidrofobe dintre grupurile de atomi din structura peptidei. Dacă o proteină globulară se combină cu aceleași molecule printr-o componentă non-proteică, de exemplu, un ion metalic, atunci apare o configurație cuaternară - cea mai în altă formă de organizare a polipeptidei.
Proteine fibrilare
Funcțiile contractile, motorii și de construcție din celulă sunt îndeplinite de proteine, ale căror macromolecule arată ca fire subțiri - fibrile. Polipeptidele care alcătuiesc fibrele pielii, părului și unghiilor sunt clasificate ca specii fibrilare. Cele mai cunoscute dintre ele sunt colagenul, keratina și elastina. Nu se dizolvă în apă, dar se pot umfla în ea, formând o masă lipicioasă și vâscoasă. Peptidele cu o structură liniară fac, de asemenea, parte din filamentele fusului de fisiune, formând aparatul mitotic al celulei. Suntse atașează de cromozomi, îi contractă și îi întind până la polii celulei. Acest proces este observat în anafaza mitozei - diviziunea celulelor somatice ale corpului, precum și în etapele de reducere și ecuație de diviziune a celulelor germinale - meioza. Spre deosebire de proteina globulară, fibrilele sunt capabile să se întindă și să se contracte rapid. Cilii ciliati-pantofi, flagelii euglenei verzi sau algele unicelulare - chlamydomonas sunt construiti din fibrile si indeplinesc functiile de miscare in cele mai simple organisme. Contracția proteinelor musculare - actina și miozina, care fac parte din țesutul muscular, determină diferitele mișcări ale mușchilor scheletici și mențin scheletul muscular al corpului uman.
Structura proteinelor globulare
Peptide - purtători de molecule de diferite substanțe, proteine protectoare - imunoglobuline, hormoni - aceasta este o listă incompletă de proteine, a căror structură terțiară are forma unei bile - globule. Există anumite proteine în sânge care au anumite zone la suprafață - centri activi. Cu ajutorul lor, ei recunosc și se atașează de ei înșiși moleculele de substanțe biologic active produse de glandele de secreție mixtă și internă. Cu ajutorul proteinelor globulare, hormonii tiroidei și glandelor sexuale, glandelor suprarenale, timusului, glandei pituitare sunt livrați către anumite celule ale corpului uman, echipate cu receptori speciali pentru recunoașterea lor.
Polipeptide membranare
Modelul fluid-mozaic al structurii membranelor celulare este cel mai bine adaptat la funcțiile lor importante: barieră,receptor și transport. Proteinele incluse în acesta efectuează transportul ionilor și particulelor anumitor substanțe, cum ar fi glucoza, aminoacizii etc. Proprietățile proteinelor purtătoare globulare pot fi studiate folosind pompa de sodiu-potasiu ca exemplu. Ea realizează tranziția ionilor de la celulă la spațiul intercelular și invers. Ionii de sodiu se deplasează în mod constant în mijlocul citoplasmei celulare, iar cationii de potasiu se deplasează în mod constant în afara celulei. Încălcarea concentrației dorite a acestor ioni duce la moartea celulelor. Pentru a preveni această amenințare, o proteină specială este încorporată în membrana celulară. Structura proteinelor globulare este de așa natură încât poartă cationii Na+ și K+împotriva unui gradient de concentrație folosind energia acidului adenozin trifosforic.
Structura și funcția insulinei
Proteinele solubile cu structură sferică, care sunt în formă terțiară, acționează ca regulatori ai metabolismului în corpul uman. Insulina este produsă de celulele beta ale insulelor Langerhans și controlează nivelul glucozei din sânge. Este format din două lanțuri polipeptidice (forme α și β) conectate prin mai multe punți disulfurice. Acestea sunt legături covalente care apar între moleculele aminoacidului care conține sulf - cisteină. Hormonul pancreatic constă în principal dintr-o secvență ordonată de unități de aminoacizi organizate sub forma unui helix alfa. O mică parte din acesta are forma unei structuri β și reziduuri de aminoacizi fără o orientare strictă în spațiu.
Hemoglobină
Un exemplu clasic de peptide globulareProteina din sânge care provoacă culoarea roșie a sângelui este hemoglobina. Proteina conține patru regiuni polipeptidice sub formă de elice alfa și beta, care sunt conectate printr-o componentă non-proteică - hem. Este reprezentat de un ion de fier care leagă lanțurile polipeptidice într-o singură confirmare legată de forma cuaternară. Particulele de oxigen sunt atașate de molecula de proteină (sub această formă se numește oxihemoglobină) și apoi transportate către celule. Acest lucru asigură cursul normal al proceselor de disimilare, deoarece pentru a obține energie, celula oxidează substanțele organice care au intrat în ea.
Rolul proteinelor din sânge în transportul gazelor
Pe lângă oxigen, hemoglobina este capabilă să atașeze și dioxidul de carbon. Dioxidul de carbon este produs ca produs secundar al reacțiilor celulare catabolice și trebuie îndepărtat din celule. Dacă aerul inhalat conține monoxid de carbon - monoxid de carbon, acesta este capabil să formeze o legătură puternică cu hemoglobina. În acest caz, o substanță toxică incoloră și inodoră în procesul de respirație pătrunde rapid în celulele corpului, provocând otrăvire. Deosebit de sensibile la concentrațiile mari de monoxid de carbon sunt structurile creierului. Există o paralizie a centrului respirator situat în medula oblongata, care duce la moarte prin sufocare.
În articolul nostru, am examinat structura, structura și proprietățile peptidelor și am dat, de asemenea, exemple de proteine globulare care îndeplinesc o serie de funcții importante în corpul uman.
