Oparin-Xalden nazariyasiga ko'ra, sayyoramizdagi hayot koaservat tomchisidan kelib chiqqan. Bu, shuningdek, oqsil molekulasi edi. Ya'ni, xulosa shundan kelib chiqadiki, aynan shu kimyoviy birikmalar bugungi kunda mavjud bo'lgan barcha hayotning asosidir. Ammo protein tuzilmalari nima? Ular bugungi kunda tanada va odamlar hayotida qanday rol o'ynaydi? Proteinlarning qanday turlari mavjud? Keling, buni tushunishga harakat qilaylik.
Oqsillar: umumiy tushuncha
Kimyoviy tuzilish nuqtai nazaridan koʻrib chiqilayotgan moddaning molekulasi peptid bogʻlari bilan oʻzaro bogʻlangan aminokislotalar ketma-ketligidir.
Har bir aminokislota ikkita funktsional guruhga ega:
- karboksilik -COOH;
- amino guruhi -NH2.
Ular oʻrtasida turli molekulalarda bogʻ hosil boʻladi. Shunday qilib, peptid bog'i -CO-NH ko'rinishiga ega. Protein molekulasi yuzlab yoki minglab bunday guruhlarni o'z ichiga olishi mumkin, bu o'ziga xos moddaga bog'liq bo'ladi. Proteinlarning turlari juda xilma-xildir. Ular orasida organizm uchun muhim aminokislotalarni o'z ichiga olganlar bor, ya'ni ular oziq-ovqat bilan birga olinishi kerak. Hujayra membranasida muhim vazifalarni bajaradigan navlar mavjud vauning sitoplazmasi. Biologik katalizatorlar ham ajratilgan - fermentlar, ular ham oqsil molekulalari. Ular inson hayotida keng qo'llaniladi va nafaqat tirik mavjudotlarning biokimyoviy jarayonlarida ishtirok etadi.
Ko'rib chiqilayotgan birikmalarning molekulyar og'irligi bir necha o'ndan milliongacha bo'lishi mumkin. Axir, katta polipeptid zanjiridagi monomer birliklari soni cheksizdir va ma'lum bir moddaning turiga bog'liq. Xom tovuq tuxumini tekshirganda, uning sof shaklida, o'zining tabiiy konformatsiyasida oqsilni ko'rish mumkin. Och sariq, shaffof, zich kolloid massa, uning ichida sarig'i joylashgan - bu kerakli moddadir. Xuddi shu narsani kam yog'li tvorog haqida ham aytish mumkin, bu mahsulot tabiiy shaklda deyarli sof proteindir.
Biroq, koʻrib chiqilayotgan barcha birikmalar bir xil fazoviy tuzilishga ega emas. Hammasi bo'lib molekulaning to'rtta tashkiloti ajralib turadi. Protein tuzilmalarining turlari uning xususiyatlarini aniqlaydi va strukturaning murakkabligini ko'rsatadi. Bundan tashqari, ma'lumki, ko'proq fazoviy chigallashgan molekulalar odamlar va hayvonlarda keng ko'lamli ishlov berishdan o'tadi.
Oqsil tuzilmalarining turlari
Ulardan jami toʻrttasi bor. Ularning har biri nima ekanligini ko'rib chiqing.
- Asosiy. Peptid bog'lari bilan bog'langan aminokislotalarning odatiy chiziqli ketma-ketligini ifodalaydi. Hech qanday fazoviy burilishlar, spiralizatsiya yo'q. Polipeptid tarkibiga kiradigan aloqalar soni bir necha mingga yetishi mumkin. Proteinlarning turlarishunga o'xshash tuzilish - glitsilalanin, insulin, gistonlar, elastin va boshqalar.
- Ikkinchi darajali. U spiral shaklida o'ralgan va hosil bo'lgan burilishlar bilan bir-biriga yo'n altirilgan ikkita polipeptid zanjiridan iborat. Bunday holda, ular o'rtasida vodorod aloqalari hosil bo'lib, ularni ushlab turadi. Yagona oqsil molekulasi shunday hosil bo'ladi. Ushbu turdagi oqsillarning turlari quyidagicha: lizozim, pepsin va boshqalar.
- Uchimchi konformatsiya. Bu zich o'ralgan va ixcham o'ralgan ikkilamchi strukturadir. Bu erda vodorod aloqalaridan tashqari boshqa turdagi o'zaro ta'sirlar paydo bo'ladi - bu van der Waals o'zaro ta'siri va elektrostatik tortishish kuchlari, hidrofil-gidrofobik aloqa. Tuzilishlarga albumin, fibroin, ipak oqsili va boshqalar misol bo'ladi.
- Toʻrtlamchi davr. Eng murakkab tuzilma, spiralga o'ralgan bir nechta polipeptid zanjirlari to'pga o'raladi va barchasi birgalikda globulaga birlashadi. Insulin, ferritin, gemoglobin, kollagen kabi misollar oqsil tuzilishini ko'rsatadi.
Agar biz molekulalarning barcha berilgan tuzilmalarini kimyoviy nuqtai nazardan batafsil ko'rib chiqsak, unda tahlil uzoq vaqt talab etadi. Haqiqatan ham, konfiguratsiya qanchalik baland bo'lsa, uning tuzilishi shunchalik murakkab va murakkab bo'lsa, molekulada o'zaro ta'sirlarning ko'p turlari kuzatiladi.
Oqsil molekulalarining denaturatsiyasi
Polipeptidlarning eng muhim kimyoviy xossalaridan biri ularning ma'lum sharoitlar yoki kimyoviy vositalar ta'sirida parchalanish qobiliyatidir. Shunday qilib,masalan, oqsil denaturatsiyasining har xil turlari keng tarqalgan. Bu jarayon nima? Bu oqsilning mahalliy tuzilishini yo'q qilishdan iborat. Ya'ni, agar dastlab molekula uchinchi darajali tuzilishga ega bo'lsa, u holda maxsus vositalar ta'siridan keyin u qulab tushadi. Shu bilan birga, aminokislotalar qoldiqlarining ketma-ketligi molekulada o'zgarishsiz qoladi. Denaturatsiyalangan oqsillar fizik va kimyoviy xossalarini tezda yo'qotadi.
Qanday reagentlar konformatsiyani buzish jarayoniga olib kelishi mumkin? Ulardan bir nechtasi bor.
- Harorat. Qizdirilganda molekulaning to'rtlamchi, uchlamchi, ikkilamchi tuzilishining asta-sekin buzilishi sodir bo'ladi. Vizual ravishda, bu, masalan, oddiy tovuq tuxumini qovurayotganda kuzatilishi mumkin. Olingan "oqsil" xom mahsulot tarkibidagi albumin polipeptidining asosiy tuzilishidir.
- Radiatsiya.
- Kuchli kimyoviy moddalar bilan ta'sir qilish: kislotalar, ishqorlar, og'ir metallar tuzlari, erituvchilar (masalan, spirtlar, efirlar, benzol va boshqalar).
Bu jarayon ba'zan molekulyar erish deb ham ataladi. Protein denaturatsiyasining turlari uning ta'siri ostida sodir bo'lgan agentga bog'liq. Bundan tashqari, ba'zi hollarda teskari jarayon sodir bo'ladi. Bu renaturatsiya. Barcha oqsillar o'z tuzilishini tiklay olmaydi, ammo ularning muhim qismi buni qila oladi. Shunday qilib, Avstraliya va Amerikalik kimyogarlar qaynatilgan tovuq tuxumining renaturatsiyasini ba'zi reagentlar va sentrifugalash usuli yordamida amalga oshirdilar.
Bu jarayon tirik organizmlar uchun polipeptid sintezida muhim ahamiyatga egahujayralardagi ribosomalar va rRNK zanjirlari.
Oqsil molekulasining gidrolizi
Oqsillar denaturatsiya bilan bir qatorda yana bir kimyoviy xususiyat - gidroliz bilan xarakterlanadi. Bu, shuningdek, mahalliy konformatsiyani yo'q qilishdir, lekin birlamchi tuzilishga emas, balki butunlay individual aminokislotalarga. Ovqat hazm qilishning muhim qismi oqsil gidrolizidir. Polipeptidlarning gidrolizlanishining turlari quyidagicha.
- Kimyoviy. Kislotalar yoki ishqorlar ta'siriga asoslangan.
- Biologik yoki fermentativ.
Ammo jarayonning mohiyati oʻzgarishsiz qoladi va oqsil gidrolizining qanday turlari sodir boʻlishiga bogʻliq emas. Natijada barcha hujayralar, organlar va to'qimalarga tashiladigan aminokislotalar hosil bo'ladi. Ularning keyingi o'zgarishi ma'lum bir organizm uchun zarur bo'lgan yangi polipeptidlarning sintezida ishtirok etishdan iborat.
Sanoatda oqsil molekulalarini gidrolizlash jarayonidan faqat kerakli aminokislotalarni olish uchun foydalaniladi.
Oqsillarning organizmdagi vazifalari
Har xil turdagi oqsillar, uglevodlar, yog'lar har qanday hujayraning normal faoliyati uchun muhim komponentlardir. Va bu butun organizmni bir butun sifatida anglatadi. Shuning uchun ularning roli ko'p jihatdan tirik mavjudotlar ichida yuqori darajadagi ahamiyat va hamma joyda mavjud bo'lganligi bilan bog'liq. Polipeptid molekulalarining bir qancha asosiy funksiyalarini ajratish mumkin.
- Katalitik. Bu protein tuzilishiga ega bo'lgan fermentlar tomonidan amalga oshiriladi. Ular haqida keyinroq gaplashamiz.
- Tuzilishviy. Oqsillarning turlari va ularningtanadagi funktsiyalar birinchi navbatda hujayraning tuzilishiga, uning shakliga ta'sir qiladi. Bundan tashqari, bu rolni bajaradigan polipeptidlar sochlar, tirnoqlar, mollyuskalar qobig'i va qush patlarini hosil qiladi. Ular, shuningdek, hujayraning tanasida ma'lum bir armaturadir. Xaftaga ham shu turdagi oqsillardan iborat. Misollar: tubulin, keratin, aktin va boshqalar.
- Reglament. Bu funktsiya polipeptidlarning quyidagi jarayonlarda ishtirok etishida namoyon bo'ladi: transkripsiya, translatsiya, hujayra aylanishi, splicing, mRNKni o'qish va boshqalar. Ularning barchasida ular transport nazoratchisi sifatida muhim rol o'ynaydi.
- Signal. Bu vazifani hujayra membranasida joylashgan oqsillar bajaradi. Ular bir birlikdan boshqasiga turli signallarni uzatadi va bu to'qimalar o'rtasidagi aloqaga olib keladi. Misollar: sitokinlar, insulin, o'sish omillari va boshqalar.
- Transport. Proteinlarning ayrim turlari va ular bajaradigan funktsiyalari shunchaki hayotiy ahamiyatga ega. Bu, masalan, gemoglobin oqsili bilan sodir bo'ladi. U kislorodni qondagi hujayradan hujayraga o'tkazadi. Inson uchun u almashtirib bo'lmaydigan narsa.
- Zaxira yoki zaxira. Bunday polipeptidlar o'simliklar va hayvonlar tuxumlarida qo'shimcha oziqlanish va energiya manbai sifatida to'planadi. Masalan, globulinlar.
- Motiv. Ayniqsa, eng oddiy organizmlar va bakteriyalar uchun juda muhim funktsiya. Axir, ular faqat flagella yoki siliya yordamida harakatlana oladilar. Va bu organellalar, o'z tabiatiga ko'ra, oqsillardan boshqa narsa emas. Bunday polipeptidlarga misollar: miyozin, aktin, kinesin va boshqalar.
Oqsillarning inson organizmidagi va boshqalardagi vazifalari aniqtirik mavjudotlar juda ko'p va muhim. Bu biz ko'rib chiqayotgan birikmalarsiz sayyoramizda hayot bo'lmasligini yana bir bor tasdiqlaydi.
Oqsillarning himoya funktsiyasi
Polipeptidlar turli ta'sirlardan himoya qilishi mumkin: kimyoviy, fizik, biologik. Misol uchun, agar organizmga begona tabiatdagi virus yoki bakteriyalar ko'rinishida xavf tug'ilsa, u holda immunoglobulinlar (antikorlar) himoya rolini bajarib, ular bilan jangga kirishadi.
Agar jismoniy ta'sirlar haqida gapiradigan bo'lsak, bu erda qon ivishida ishtirok etadigan fibrin va fibrinogen katta rol o'ynaydi.
Oziq-ovqat oqsillari
Diyetik protein turlari quyidagilardan iborat:
- to'liq - organizm uchun zarur bo'lgan barcha aminokislotalarni o'z ichiga olganlar;
- to'liq bo'lmagan - to'liq bo'lmagan aminokislota tarkibi bo'lganlar.
Ammo ikkalasi ham inson tanasi uchun muhim. Ayniqsa, birinchi guruh. Har bir inson, ayniqsa intensiv rivojlanish (bolalik va o'smirlik) va balog'at davrida, o'zida doimiy protein darajasini saqlab turishi kerak. Axir, biz bu ajoyib molekulalar bajaradigan funktsiyalarni allaqachon ko'rib chiqdik va bilamizki, polipeptidlar ishtirokisiz deyarli birorta ham jarayon, birorta ham biokimyoviy reaktsiyamiz amalga oshirilmaydi.
Shuning uchun siz har kuni quyidagi mahsulotlarda mavjud bo'lgan kunlik protein miqdorini iste'mol qilishingiz kerak:
- tuxum;
- sut;
- tvorog;
- go'sht va baliq;
- loviya;
- soya;
- loviya;
- yeryong'oq;
- bug'doy;
- yulaf;
- yasmiq va boshqalar.
Agar siz kuniga kilogramm vazniga 0,6 g polipeptid iste'mol qilsangiz, odamda bu birikmalar hech qachon etishmaydi. Agar tana uzoq vaqt davomida kerakli oqsillarni olmasa, unda aminokislota ochligi nomiga ega bo'lgan kasallik paydo bo'ladi. Bu jiddiy metabolik kasalliklarga va natijada boshqa ko'plab kasalliklarga olib keladi.
Qafasdagi oqsillar
Barcha tirik mavjudotlarning eng kichik strukturaviy birligi - hujayralar ichida ham oqsillar mavjud. Bundan tashqari, ular u erda yuqoridagi barcha funktsiyalarni bajaradilar. Avvalo, mikronaychalar, mikrofilamentlardan iborat hujayraning sitoskeleti hosil bo'ladi. U shaklni saqlab turish, shuningdek, organellalar orasida tashish uchun xizmat qiladi. Turli ionlar va birikmalar oqsil molekulalari bo‘ylab harakatlanadi, masalan, kanallar yoki relslar bo‘ylab.
Membranaga botirilgan va uning yuzasida joylashgan oqsillarning roli ham muhimdir. Bu erda ular retseptor va signal funktsiyalarini bajaradilar, membranani qurishda ishtirok etadilar. Ular qo'riqchi turishadi, ya'ni ular himoya rolini o'ynaydi. Hujayradagi oqsillarning qanday turlarini bu guruhga kiritish mumkin? Ko'p misollar bor, bu erda bir nechtasi.
- Aktin va miozin.
- Elastin.
- keratin.
- Kollagen.
- Tubulin.
- Gemoglobin.
- Insulin.
- Transkobalamin.
- Transferrin.
- Albomin.
Bir necha yuztasi borhar bir hujayra ichida doimiy ravishda harakatlanadigan turli xil oqsillar.
Tanadagi oqsil turlari
Ular, albatta, juda xilma-xil. Agar siz qandaydir tarzda barcha mavjud oqsillarni guruhlarga bo'lishga harakat qilsangiz, bu tasnifga o'xshash narsani olishingiz mumkin.
- Globulyar oqsillar. Bular uchinchi darajali tuzilish, ya'ni zich joylashgan globula bilan ifodalanganlardir. Bunday tuzilmalarga quyidagilar misol bo'la oladi: immunoglobulinlar, fermentlarning muhim qismi, ko'plab gormonlar.
- Fibrillyar oqsillar. Ular to'g'ri fazoviy simmetriyaga ega bo'lgan qat'iy tartiblangan iplardir. Bu guruhga birlamchi va ikkilamchi tuzilishga ega oqsillar kiradi. Masalan, keratin, kollagen, tropomiyozin, fibrinogen.
Umuman olganda, organizmdagi oqsillarni tasniflash uchun koʻpgina xususiyatlar asos sifatida olinishi mumkin. Hali hech kim yoʻq.
Fermentlar
Barcha davom etayotgan biokimyoviy jarayonlarni sezilarli darajada tezlashtiradigan oqsil tabiatining biologik katalizatorlari. Ushbu birikmalarsiz oddiy metabolizm oddiygina mumkin emas. Sintez va parchalanishning barcha jarayonlari, molekulalarning yig'ilishi va ularning replikatsiyasi, translatsiyasi va transkripsiyasi va boshqalar ma'lum bir turdagi ferment ta'sirida amalga oshiriladi. Bu molekulalarga misollar:
- oksidoredüktaza;
- transferalar;
- katalaz;
- gidrolazalar;
- izomeraz;
- lyases va boshqalar.
Bugungi kunda fermentlar kundalik hayotda qoʻllaniladi. Shunday qilib, yuvish ishlab chiqarishdaKukunlar ko'pincha fermentlar deb ataladigan moddalardan foydalanadilar - bu biologik katalizatorlar. Belgilangan harorat rejimiga rioya qilgan holda ular yuvish sifatini yaxshilaydi. Axloqsizlik zarralarini osongina bog'laydi va ularni mato yuzasidan olib tashlaydi.
Biroq, oqsil tabiati tufayli fermentlar juda issiq suvga yoki ishqoriy yoki kislotali dorilarga yaqin bo'lishiga toqat qilmaydi. Haqiqatan ham, bu holda denaturatsiya jarayoni sodir bo'ladi.
