Οι πρωτεΐνες είναι υψηλού μοριακού χαρακτήρα οργανικές ουσίες που αποτελούνται από άλφα-αμινοξέα που συνδέονται με έναν πεπτιδικό δεσμό σε μια ενιαία αλυσίδα. Η κύρια λειτουργία τους είναι ρυθμιστική. Και για το τι και πώς εκδηλώνεται, τώρα είναι απαραίτητο να πούμε λεπτομερώς.
Περιγραφή διαδικασίας
Οι πρωτεΐνες έχουν την ικανότητα να λαμβάνουν και να μεταδίδουν πληροφορίες. Με αυτό συνδέεται η εφαρμογή τους στη ρύθμιση των διεργασιών που συμβαίνουν στα κύτταρα και σε ολόκληρο το σώμα ως σύνολο.
Αυτή η δράση είναι αναστρέψιμη και συνήθως απαιτεί την παρουσία ενός συνδέτη. Αυτό, με τη σειρά του, είναι το όνομα μιας χημικής ένωσης που σχηματίζει ένα σύμπλεγμα με βιομόρια και στη συνέχεια παράγει ορισμένα αποτελέσματα (φαρμακολογικά, φυσιολογικά ή βιοχημικά).
Είναι ενδιαφέρον ότι οι επιστήμονες ανακαλύπτουν τακτικά νέες ρυθμιστικές πρωτεΐνες. Υποτίθεται ότι μόνο ένα μικρό μέρος τους είναι γνωστό σήμερα.
Οι πρωτεΐνες που επιτελούν ρυθμιστική λειτουργία χωρίζονται σε ποικιλίες. Και για καθένα από αυτά αξίζει να μιλήσουμε ξεχωριστά.
Λειτουργικόταξινόμηση
Είναι αρκετά συμβατική. Μετά από όλα, μια ορμόνη μπορεί να εκτελέσει μια ποικιλία εργασιών. Αλλά γενικά, η ρυθμιστική λειτουργία εξασφαλίζει την κίνηση του κυττάρου μέσω του κύκλου του, την περαιτέρω μεταγραφή, τη μετάφραση, το μάτισμα και τη δραστηριότητα άλλων πρωτεϊνικών ενώσεων.
Όλα συμβαίνουν λόγω δέσμευσης με άλλα μόρια ή λόγω ενζυματικής δράσης. Παρεμπιπτόντως, αυτές οι ουσίες παίζουν πολύ σημαντικό ρόλο. Εξάλλου, τα ένζυμα, όντας πολύπλοκα μόρια, επιταχύνουν τις χημικές αντιδράσεις σε έναν ζωντανό οργανισμό. Και μερικά από αυτά αναστέλλουν τη δραστηριότητα άλλων πρωτεϊνών.
Τώρα μπορείτε να προχωρήσετε στη μελέτη της ταξινόμησης των ειδών.
Πρωτεΐνες-ορμόνες
Επηρεάζουν διάφορες φυσιολογικές διεργασίες και άμεσα στον μεταβολισμό. Οι πρωτεϊνικές ορμόνες σχηματίζονται στους ενδοκρινείς αδένες, μετά τις οποίες μεταφέρονται από το αίμα για να μεταδώσουν ένα σήμα πληροφοριών.
Απλώνονται τυχαία. Ωστόσο, δρουν αποκλειστικά σε εκείνα τα κύτταρα που έχουν ειδικές πρωτεΐνες υποδοχέα. Μόνο οι ορμόνες μπορούν να επικοινωνήσουν μαζί τους.
Κατά κανόνα, οι αργές διεργασίες ρυθμίζονται από ορμόνες. Αυτά περιλαμβάνουν την ανάπτυξη του σώματος και την ανάπτυξη μεμονωμένων ιστών. Αλλά και εδώ υπάρχουν εξαιρέσεις.
Αυτή είναι η αδρεναλίνη - ένα παράγωγο αμινοξέων, η κύρια ορμόνη του μυελού των επινεφριδίων. Η απελευθέρωσή του προκαλεί τη δράση μιας νευρικής ώθησης. Ο καρδιακός ρυθμός αυξάνεται, η αρτηριακή πίεση αυξάνεται και εμφανίζονται άλλες αποκρίσεις. Επηρεάζει επίσης το συκώτι - προκαλεί τη διάσπαση του γλυκογόνου. Ως αποτέλεσμα, η γλυκόζη απελευθερώνεται στο αίμα και στον εγκέφαλομε τους μύες χρησιμοποιήστε το ως πηγή ενέργειας.
Πρωτεΐνες υποδοχέα
Έχουν επίσης ρυθμιστική λειτουργία. Το ανθρώπινο σώμα είναι, στην πραγματικότητα, ένα πολύπλοκο σύστημα που λαμβάνει συνεχώς σήματα από το εξωτερικό και το εσωτερικό περιβάλλον. Αυτή η αρχή παρατηρείται επίσης στο έργο των κελιών που το αποτελούν.
Έτσι, για παράδειγμα, οι πρωτεΐνες των υποδοχέων της μεμβράνης μεταδίδουν ένα σήμα από την επιφάνεια μιας δομικής στοιχειώδους μονάδας προς τα μέσα, μεταμορφώνοντάς την ταυτόχρονα. Ρυθμίζουν τις κυτταρικές λειτουργίες δεσμεύοντας σε έναν συνδέτη που βρίσκεται σε έναν υποδοχέα στο εξωτερικό του κυττάρου. Τι γίνεται τελικά; Μια άλλη πρωτεΐνη μέσα στο κύτταρο ενεργοποιείται.
Αξίζει να σημειωθεί μια σημαντική απόχρωση. Η συντριπτική πλειοψηφία των ορμονών επηρεάζει το κύτταρο μόνο εάν υπάρχει ένας συγκεκριμένος υποδοχέας στη μεμβράνη του. Μπορεί να είναι γλυκοπρωτεΐνη ή άλλη πρωτεΐνη.
Μπορεί κανείς να δώσει ένα παράδειγμα - β2-αδρενεργικός υποδοχέας. Βρίσκεται στη μεμβράνη των ηπατικών κυττάρων. Εάν συμβεί στρες, τότε το μόριο της αδρεναλίνης δεσμεύεται σε αυτό, με αποτέλεσμα να ενεργοποιείται ο β2-αδρενεργικός υποδοχέας. Τι συμβαίνει μετά? Ο ήδη ενεργοποιημένος υποδοχέας ενεργοποιεί την G-πρωτεΐνη, η οποία συνδέει περαιτέρω το GTP. Μετά από πολλά ενδιάμεσα βήματα, λαμβάνει χώρα φωσφορόλυση γλυκογόνου.
Ποιο είναι το συμπέρασμα; Ο υποδοχέας πραγματοποίησε την πρώτη σηματοδοτική δράση που οδήγησε στη διάσπαση του γλυκογόνου. Αποδεικνύεται ότι χωρίς αυτό, οι επακόλουθες αντιδράσεις που συμβαίνουν μέσα στο κύτταρο δεν θα είχαν συμβεί.
Μεταγραφικές ρυθμιστικές πρωτεΐνες
Ένα ακόμαθέμα που πρέπει να αντιμετωπιστεί. Στη βιολογία, υπάρχει η έννοια του μεταγραφικού παράγοντα. Αυτό είναι το όνομα των πρωτεϊνών που έχουν επίσης ρυθμιστική λειτουργία. Συνίσταται στον έλεγχο της διαδικασίας σύνθεσης mRNA σε ένα πρότυπο DNA. Αυτό ονομάζεται μεταγραφή - η μεταφορά γενετικών πληροφοριών.
Τι μπορεί να ειπωθεί για αυτόν τον παράγοντα; Η πρωτεΐνη εκτελεί μια ρυθμιστική λειτουργία είτε ανεξάρτητα είτε σε συνδυασμό με άλλα στοιχεία. Το αποτέλεσμα είναι μια μείωση ή αύξηση της σταθεράς δέσμευσης της RNA πολυμεράσης σε ρυθμισμένες γονιδιακές αλληλουχίες.
Οι παράγοντες μεταγραφής έχουν ένα καθοριστικό χαρακτηριστικό - την παρουσία ενός ή περισσότερων τομέων DNA που αλληλεπιδρούν με συγκεκριμένες περιοχές DNA. Αυτό είναι σημαντικό να το γνωρίζουμε. Άλλωστε, άλλες πρωτεΐνες που εμπλέκονται επίσης στη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης στερούνται τομείς DNA. Αυτό σημαίνει ότι δεν μπορούν να ταξινομηθούν ως παράγοντες μεταγραφής.
Πρωτεϊνικές κινάσες
Όταν μιλάμε για ποια στοιχεία επιτελούν ρυθμιστική λειτουργία στα κύτταρα, είναι απαραίτητο να δώσουμε προσοχή σε αυτές τις ουσίες. Οι πρωτεϊνικές κινάσες είναι ένζυμα που τροποποιούν άλλες πρωτεΐνες με φωσφορυλίωση υπολειμμάτων αμινοξέων με ομάδες υδροξυλίου στη σύνθεση (αυτές είναι η τυροσίνη, η θρεονίνη και η σερίνη).
Τι είναι αυτή η διαδικασία; Η φωσφορυλίωση συνήθως αλλάζει ή τροποποιεί τη λειτουργία του υποστρώματος. Η δραστηριότητα του ενζύμου, παρεμπιπτόντως, μπορεί επίσης να αλλάξει, καθώς και η θέση της πρωτεΐνης στο ίδιο το κύτταρο. Ενδιαφέρον γεγονός! Υπολογίζεται ότι περίπου το 30% των πρωτεϊνών μπορείνα τροποποιηθεί από πρωτεϊνικές κινάσες.
Και η χημική τους δράση μπορεί να εντοπιστεί στη διάσπαση της φωσφορικής ομάδας από το ATP και στην περαιτέρω ομοιοπολική σύνδεση με το υπόλοιπο αμινοξύ. Έτσι, οι πρωτεϊνικές κινάσες έχουν ισχυρή επίδραση στην κυτταρική ζωτική δραστηριότητα. Εάν η εργασία τους διαταραχθεί, μπορεί να αναπτυχθούν διάφορες παθολογίες, ακόμη και ορισμένοι τύποι καρκίνου.
Πρωτεϊνική φωσφατάση
Συνεχίζοντας να μελετάμε τα χαρακτηριστικά και τα παραδείγματα της ρυθμιστικής λειτουργίας, θα πρέπει να δώσουμε προσοχή σε αυτές τις πρωτεΐνες. Η δράση που πραγματοποιείται από τις πρωτεϊνικές φωσφατάσες είναι η αποβολή των φωσφορικών ομάδων.
Τι σημαίνει αυτό; Με απλά λόγια, αυτά τα στοιχεία εκτελούν αποφωσφορυλίωση, μια διαδικασία που είναι η αντίστροφη από αυτήν που συμβαίνει ως αποτέλεσμα της δράσης των πρωτεϊνικών κινασών.
Κανονισμός ματίσματος
Ούτε μπορείτε να την αγνοήσετε. Το μάτισμα είναι μια διαδικασία κατά την οποία ορισμένες αλληλουχίες νουκλεοτιδίων αφαιρούνται από μόρια RNA και στη συνέχεια ενώνονται οι αλληλουχίες που διατηρούνται στο "ώριμο" μόριο.
Πώς σχετίζεται με το θέμα που μελετάται; Μέσα στα ευκαρυωτικά γονίδια, υπάρχουν περιοχές που δεν κωδικοποιούν τα αμινοξέα. Ονομάζονται εσώνια. Αρχικά, μεταγράφονται σε προ-mRNA κατά τη διάρκεια της μεταγραφής, μετά την οποία ένα ειδικό ένζυμο τα αποκόπτει.
Μόνο εκείνες οι πρωτεΐνες που είναι ενζυματικά ενεργές συμμετέχουν στο μάτισμα. Μόνο αυτοί μπορούν να δώσουν την επιθυμητή διαμόρφωση στο prem-RNA.
Με την ευκαιρία, εξακολουθεί να υπάρχει η έννοια του εναλλακτικού ματίσματος. Ειναι πολυ ενδιαφερονεπεξεργάζομαι, διαδικασία. Οι πρωτεΐνες που εμπλέκονται σε αυτό εμποδίζουν την εκτομή ορισμένων ιντρονίων, αλλά ταυτόχρονα συμβάλλουν στην απομάκρυνση άλλων.
Μεταβολισμός υδατανθράκων
Η ρυθμιστική λειτουργία στο σώμα εκτελείται από πολλά όργανα, συστήματα και ιστούς. Επειδή όμως μιλάμε για πρωτεΐνες, αξίζει να μιλήσουμε και για τον ρόλο των υδατανθράκων, που είναι επίσης σημαντικές οργανικές ενώσεις.
Αυτό είναι ένα πολύ λεπτομερές θέμα. Ο μεταβολισμός των υδατανθράκων στο σύνολό του είναι ένας τεράστιος αριθμός ενζυματικών αντιδράσεων. Και μια από τις δυνατότητες της ρύθμισής του είναι ο μετασχηματισμός της ενζυμικής δραστηριότητας. Επιτυγχάνεται χάρη στα λειτουργικά μόρια ενός συγκεκριμένου ενζύμου. Ή ως αποτέλεσμα της βιοσύνθεσης νέων.
Μπορεί να ειπωθεί ότι η ρυθμιστική λειτουργία των υδατανθράκων βασίζεται στην αρχή της ανάδρασης. Πρώτα, μια περίσσεια του υποστρώματος που εισέρχεται στο κύτταρο προκαλεί τη σύνθεση νέων μορίων ενζύμου και στη συνέχεια αναστέλλεται η βιοσύνθεσή τους (άλλωστε σε αυτό ακριβώς οδηγεί η συσσώρευση μεταβολικών προϊόντων).
Ρύθμιση του μεταβολισμού του λίπους
Μια τελευταία λέξη για αυτό. Εφόσον επρόκειτο για πρωτεΐνες και υδατάνθρακες, θα πρέπει να αναφερθούν και τα λίπη.
Η διαδικασία του μεταβολισμού τους σχετίζεται στενά με τον μεταβολισμό των υδατανθράκων. Εάν η συγκέντρωση της γλυκόζης στο αίμα αυξηθεί, τότε μειώνεται η διάσπαση των τριγλυκεριδίων (λιπών), με αποτέλεσμα να ενεργοποιείται η σύνθεσή τους. Η μείωση της ποσότητας του, αντίθετα, έχει ανασταλτική δράση. Ως αποτέλεσμα, η διάσπαση των λιπών ενισχύεται και επιταχύνεται.
Από όλα αυτά προκύπτει ένα απλό και λογικό συμπέρασμα. Η σχέση μεταξύ υδατανθράκων καιΟ μεταβολισμός του λίπους στοχεύει σε ένα μόνο πράγμα - στην κάλυψη των ενεργειακών αναγκών που βιώνει το σώμα.
