Oqsillar organik moddalardir. Bu makromolekulyar birikmalar ma'lum bir tarkibga ega bo'lib, gidroliz natijasida aminokislotalarga parchalanadi. Protein molekulalari turli xil shakllarda bo'ladi, ularning aksariyati bir nechta polipeptid zanjirlaridan iborat. Oqsilning tuzilishi haqidagi ma'lumotlar DNKda kodlangan va oqsil sintezi jarayoni translatsiya deb ataladi.
Oqsillarning kimyoviy tarkibi
O'rtacha protein tarkibida:
- 52% uglerod;
- 7% vodorod;
- 12% azot;
- 21% kislorod;
- 3% oltingugurt.
Oqsil molekulalari polimerlardir. Ularning tuzilishini tushunish uchun ularning monomerlari, aminokislotalar nima ekanligini bilish kerak.
Aminokislotalar
Ular odatda ikkita toifaga bo'linadi: doimiy va vaqti-vaqti bilan sodir bo'ladigan. Birinchisiga 18 ta oqsil monomerlari va yana 2 ta amidlar kiradi: aspartik va glutamik kislotalar. Ba'zida faqat uchta kislota mavjud.
Bu kislotalarni koʻp jihatdan tasniflash mumkin: yon zanjirlarning tabiati yoki radikallarining zaryadiga koʻra ularni CN va COOH guruhlari soniga koʻra ham ajratish mumkin.
Oqsilning birlamchi tuzilishi
Oqsil zanjiridagi aminokislotalarning ketma-ketligi aniqlanadiuning keyingi tashkiliy darajalari, xususiyatlari va funktsiyalari. Monomerlar orasidagi bog'lanishning asosiy turi peptiddir. U bir aminokislotadan vodorodni va boshqasidan OH guruhini ajratish natijasida hosil bo'ladi.
Oqsil molekulasining tashkil etilishining birinchi darajasi undagi aminokislotalarning ketma-ketligi, oddiygina oqsil molekulalarining tuzilishini belgilovchi zanjirdir. U muntazam tuzilishga ega bo'lgan "skelet" dan iborat. Bu takrorlanuvchi ketma-ketlik -NH-CH-CO-. Alohida yon zanjirlar aminokislota radikallari (R) bilan ifodalanadi, ularning xossalari oqsillar tuzilishi tarkibini belgilaydi.
Oqsil molekulalarining tuzilishi bir xil boʻlsa ham, ular monomerlari zanjirda boshqa ketma-ketlikka ega boʻlganidangina xossalari bilan farq qilishi mumkin. Proteindagi aminokislotalarning joylashishi genlar tomonidan belgilanadi va oqsilga ma'lum biologik funktsiyalarni buyuradi. Xuddi shu funktsiyaga javob beradigan molekulalardagi monomerlar ketma-ketligi ko'pincha turli turlarda yaqin bo'ladi. Bunday molekulalar - tuzilishi jihatidan bir xil yoki o'xshash va har xil turdagi organizmlarda bir xil funktsiyalarni bajaradi - gomologik oqsillardir. Kelajakdagi molekulalarning tuzilishi, xususiyatlari va funktsiyalari aminokislotalar zanjiri sintezi bosqichida allaqachon aniqlangan.
Ba'zi umumiy xususiyatlar
Oqsillarning tuzilishi uzoq vaqt davomida o'rganilib kelinmoqda va ularning birlamchi tuzilishini tahlil qilish bizga ba'zi umumlashmalarni amalga oshirish imkonini berdi. Aksariyat oqsillar yigirmata aminokislotalarning mavjudligi bilan tavsiflanadi, ular orasida ayniqsa ko'p glitsin, alanin, aspartik kislota, glutamin va ozgina triptofan, arginin, metionin,histidin. Istisno faqat oqsillarning ma'lum guruhlari, masalan, gistonlardir. Ular DNKni qadoqlash uchun zarur va koʻp histidinni oʻz ichiga oladi.
Ikkinchi umumlashtirish: globulyar oqsillarda aminokislotalarning almashinishida umumiy qonuniyatlar mavjud emas. Ammo biologik faollik jihatidan uzoq bo'lgan polipeptidlar ham kichik bir xil molekula bo'laklariga ega.
Ikkilamchi tuzilma
Polipeptid zanjiri tashkil etilishining ikkinchi darajasi uning fazoviy joylashuvi bo’lib, u vodorod bog’lari bilan mustahkamlanadi. a-spiral va b-katlamalarni ajrating. Zanjirning bir qismi tartiblangan tuzilishga ega emas, bunday zonalar amorf deb ataladi.
Barcha tabiiy oqsillarning alfa spirali o'ng qo'ldir. Aminokislotalarning spiraldagi yon radikallari har doim tashqi tomonga qarab turadi va uning o'qining qarama-qarshi tomonlarida joylashgan. Agar ular qutbsiz bo'lsa, ular spiralning bir tomonida guruhlanadi, buning natijasida turli spiral bo'laklarning yaqinlashishi uchun sharoit yaratadigan yoylar paydo bo'ladi.
Beta-qatlamlar - juda cho'zilgan spirallar - odatda oqsil molekulasida yonma-yon joylashgan bo'lib, parallel va parallel bo'lmagan b qatlamli qatlamlarni hosil qiladi.
Uchimchi protein tuzilishi
Oqsil molekulasi tashkilotining uchinchi darajasi spirallar, burmalar va amorf kesimlarning ixcham tuzilishga burmalanishidir. Bu monomerlarning yon radikallarining bir-biri bilan o'zaro ta'siridan kelib chiqadi. Bunday ulanishlar bir nechta turlarga bo'linadi:
- qutbli radikallar oʻrtasida vodorod bogʻlari hosil boʻladi;
- hidrofobik– qutbsiz R-guruhlar orasida;
- elektrostatik tortishish kuchlari (ionli bog'lanishlar) - zaryadlari qarama-qarshi bo'lgan guruhlar o'rtasida;
- sistein radikallari orasidagi disulfid ko'prigi.
Oxirgi turdagi bog’lanish (–S=S-) kovalent o’zaro ta’sirdir. Disulfid ko'priklar oqsillarni mustahkamlaydi, ularning tuzilishi yanada mustahkam bo'ladi. Ammo bunday ulanishlar shart emas. Masalan, polipeptid zanjirida sistein juda kam bo'lishi mumkin yoki uning radikallari yaqin joyda joylashgan va "ko'prik" yarata olmaydi.
Tashkilotning toʻrtinchi darajasi
Hamma oqsillar toʻrtlamchi tuzilish hosil qilmaydi. To'rtinchi darajadagi oqsillarning tuzilishi polipeptid zanjirlari (protomerlar) soni bilan belgilanadi. Ular disulfid ko'priklari bundan mustasno, oldingi tashkilot darajasidagi kabi bir xil bog'lanishlar bilan o'zaro bog'langan. Molekula bir nechta protomerlardan iborat bo'lib, ularning har biri o'zining maxsus (yoki bir xil) uchinchi darajali tuzilishiga ega.
Tashkilotning barcha darajalari hosil bo'lgan oqsillar bajaradigan funktsiyalarni belgilaydi. Organizmning birinchi darajasidagi oqsillarning tuzilishi ularning hujayradagi va umuman organizmdagi keyingi rolini juda aniq belgilaydi.
Protein funktsiyalari
Hujayra faoliyatida oqsillarning roli qanchalik muhimligini tasavvur qilish ham qiyin. Yuqorida biz ularning tuzilishini ko'rib chiqdik. Oqsillarning vazifalari bevosita unga bog'liq.
Qurilish (tuzilma) funktsiyasini bajarib, ular har qanday tirik hujayra sitoplazmasining asosini tashkil qiladi. Bu polimerlar qachon barcha hujayra membranalarining asosiy materialidirlipidlar bilan kompleks hosil qiladi. Bu, shuningdek, hujayraning har birining o'z reaktsiyalariga ega bo'lgan bo'linmalarga bo'linishini ham o'z ichiga oladi. Gap shundaki, hujayra jarayonlarining har bir kompleksi o'ziga xos sharoitlarni talab qiladi, ayniqsa muhitning pH darajasi muhim rol o'ynaydi. Proteinlar hujayrani bo'linma deb ataladigan qismlarga ajratadigan nozik qismlarni hosil qiladi. Va bu hodisaning o'zi bo'linish deb ataladi.
Katalitik funktsiya hujayraning barcha reaktsiyalarini tartibga solishdir. Barcha fermentlar kelib chiqishi oddiy yoki murakkab oqsillardir.
Organizmlarning har qanday harakati (mushaklarning ishi, hujayradagi protoplazmaning harakati, oddiy hujayralardagi kirpikchalarning miltillashi va boshqalar) oqsillar tomonidan amalga oshiriladi. Oqsillarning tuzilishi ularning harakatlanishiga, tolalar va halqalar hosil qilishiga imkon beradi.
Transport vazifasi shundaki, koʻp moddalar hujayra membranasi orqali maxsus tashuvchi oqsillar orqali tashiladi.
Bu polimerlarning gormonal roli darhol ayon boʻladi: bir qator gormonlar tuzilishidagi oqsillar, masalan, insulin, oksitotsin.
Zaxira funktsiyasi oqsillarning konlarni hosil qila olishi bilan belgilanadi. Masalan, tuxum valgumini, sut kazeini, o'simlik urug'i oqsillari - ular ko'p miqdorda ozuqa moddalarini saqlaydi.
Barcha tendonlar, artikulyar bo'g'inlar, skelet suyaklari, tuyoqlar oqsillardan hosil bo'lib, bizni ularning keyingi vazifasiga - qo'llab-quvvatlashga olib keladi.
Protein molekulalari retseptorlar bo'lib, ma'lum moddalarni tanlab tan oladi. Bu rolda glikoproteinlar va lektinlar ayniqsa ma'lum.
Eng muhimiimmunitet omillari - kelib chiqishi bo'yicha antikorlar va komplement tizimi oqsillardir. Masalan, qon ivish jarayoni fibrinogen oqsilidagi o'zgarishlarga asoslanadi. Qizilo'ngach va oshqozonning ichki devorlari shilliq oqsillarning himoya qatlami - litsinlar bilan qoplangan. Toksinlar ham kelib chiqishi oqsillaridir. Hayvonlar tanasini himoya qiluvchi terining asosini kollagen tashkil qiladi. Bu protein funksiyalarining barchasi himoyadir.
Yaxshi, oxirgi funksiya tartibga solishdir. Genomning ishini boshqaradigan oqsillar mavjud. Ya'ni, ular transkripsiya va tarjimani tartibga soladi.
Oqsillarning roli qanchalik muhim boʻlmasin, oqsillarning tuzilishi uzoq vaqt davomida olimlar tomonidan ochib berilgan. Hozir esa ular bu bilimdan foydalanishning yangi usullarini kashf qilmoqdalar.
