Oqsillar, ularning biologik roli bugun ko'rib chiqiladi, aminokislotalardan tuzilgan makromolekulyar birikmalardir. Boshqa barcha organik birikmalar orasida ular tuzilishi jihatidan eng murakkablaridandir. Elementar tarkibiga ko'ra, oqsillar yog'lar va uglevodlardan farq qiladi: kislorod, vodorod va ugleroddan tashqari ularda azot ham mavjud. Bundan tashqari, oltingugurt eng muhim oqsillarning ajralmas qismidir va ba'zilarida yod, temir va fosfor mavjud.
Oqsilning biologik roli juda yuqori. Aynan shu birikmalar protoplazma massasining asosiy qismini, shuningdek, tirik hujayralar yadrolarini tashkil qiladi. Proteinlar barcha hayvon va o'simlik organizmlarida mavjud.
Bir yoki bir nechta funksiya
Ularning turli birikmalarining biologik roli va vazifalari har xil. Muayyan kimyoviy tuzilishga ega bo'lgan modda sifatida har bir oqsil yuqori darajada ixtisoslashgan funktsiyani bajaradi. Faqat ba'zi hollarda u bir vaqtning o'zida bir nechta o'zaro bog'langan narsalarni bajarishi mumkin. Masalan, medullada ishlab chiqariladigan adrenalinbuyrak usti bezlari, qon oqimiga kirib, qon bosimini va kislorod iste'molini, qon shakarini oshiradi. Bundan tashqari, u metabolizmning stimulyatoridir va sovuq qonli hayvonlarda u asab tizimining vositachisi hamdir. Ko'rib turganingizdek, u bir vaqtning o'zida ko'p funktsiyalarni bajaradi.
Enzimatik (katalitik) funksiya
Tirik organizmlarda yuzaga keladigan turli xil biokimyoviy reaktsiyalar yumshoq sharoitlarda, harorat 40 ° C ga yaqin va pH qiymatlari deyarli neytral bo'lgan sharoitlarda amalga oshiriladi. Bunday sharoitlarda ularning ko'pchiligining oqim tezligi ahamiyatsiz. Shuning uchun ularni amalga oshirish uchun fermentlar kerak - maxsus biologik katalizatorlar. Deyarli barcha reaksiyalar, suvning fotolizi bundan mustasno, fermentlar yordamida tirik organizmlarda katalizlanadi. Bu elementlar oqsillar yoki kofaktorli (organik molekula yoki metall ioni) oqsillarning komplekslaridir. Fermentlar zarur jarayonni boshlab, juda tanlab harakat qiladilar. Shunday qilib, yuqorida muhokama qilingan katalitik funktsiya oqsillar bajaradigan funktsiyalardan biridir. Ushbu birikmalarning biologik roli, ammo uni amalga oshirish bilan cheklanmaydi. Quyida koʻrib chiqiladigan yana koʻp funksiyalar mavjud.
Transport funksiyasi
Hujayra mavjudligi uchun unga energiya va qurilish materiali bilan ta'minlaydigan ko'plab moddalar kirishi kerak. Barcha biologik membranalar umumiy tarzda qurilgantamoyili. Bu ikki qavatli lipidlar, oqsillar unga botiriladi. Shu bilan birga, membranalar yuzasida makromolekulyarlarning gidrofil hududlari, qalinligida esa gidrofob "dumlar" to'plangan. Bu struktura muhim komponentlar: aminokislotalar, shakar, gidroksidi metall ionlari uchun o'tkazmaydigan bo'lib qoladi. Ushbu elementlarning hujayra ichiga kirib borishi hujayra membranasiga kiritilgan transport oqsillari yordamida sodir bo'ladi. Bakteriyalar, masalan, laktoza (sut qandi)ni tashqi membrana orqali o'tkazadigan maxsus oqsilga ega.
Ko'p hujayrali organizmlar turli moddalarni bir organdan ikkinchisiga o'tkazish tizimiga ega. Biz birinchi navbatda gemoglobin haqida gapiramiz (yuqoridagi rasm). Bundan tashqari, qon plazmasida sarum albumini (transport oqsili) doimo mavjud. U yog'larni hazm qilish jarayonida hosil bo'lgan yog' kislotalari bilan, shuningdek, bir qator hidrofobik aminokislotalar (masalan, triptofan bilan) va ko'plab dorilar (ba'zi penitsillinlar, sulfanilamidlar, aspirin) bilan kuchli komplekslar hosil qilish qobiliyatiga ega. Tanadagi temir ionlarini tashishda vositachilik qiluvchi transferrin yana bir misoldir. Shuningdek, mis ionlarini olib yuruvchi seruplazminni ham eslatib o'tishimiz mumkin. Shunday qilib, biz oqsillar bajaradigan transport funktsiyasini ko'rib chiqdik. Shu nuqtai nazardan ularning biologik roli ham juda muhim.
Retseptor funktsiyasi
Retseptor oqsillari, ayniqsa, ko'p hujayrali organizmlarning hayotini ta'minlash uchun katta ahamiyatga ega. Ular qurilganplazma hujayra membranasiga kiradi va hujayra ichiga kiradigan signallarni idrok etish va keyinchalik o'zgartirish uchun xizmat qiladi. Bunday holda, signallar boshqa hujayralardan ham, atrof-muhitdan ham bo'lishi mumkin. Hozirgi vaqtda atsetilxolin retseptorlari eng ko'p o'rganilgan. Ular hujayra membranasidagi bir qator neyronlararo kontaktlarda, shu jumladan miya yarim korteksida nerv-mushak birikmalarida joylashgan. Bu oqsillar atsetilxolin bilan o'zaro ta'sir qiladi va hujayra ichiga signal uzatadi.
Signalni qabul qilish va uni o'zgartirish uchun neyrotransmitterni olib tashlash kerak, shunda hujayra keyingi signallarni qabul qilishga tayyorlanish imkoniyatiga ega bo'ladi. Buning uchun asetilkolinesteraza ishlatiladi - atsetilxolinning xolin va asetatga gidrolizlanishini katalizlovchi maxsus ferment. Oqsillar bajaradigan retseptor funktsiyasi ham juda muhim emasmi? Organizm uchun keyingi, himoya funktsiyasining biologik roli juda katta. Bunga qo'shilmaslik mumkin emas.
Himoya funksiyasi
Organizmda immun tizimi undagi begona zarrachalar paydo boʻlishiga koʻp miqdorda limfotsitlar ishlab chiqarish orqali javob beradi. Ular elementlarga tanlab zarar etkazishga qodir. Bunday begona zarralar saraton hujayralari, patogen bakteriyalar, supramolekulyar zarralar (makromolekulalar, viruslar va boshqalar) bo'lishi mumkin. B-limfotsitlar maxsus oqsillarni ishlab chiqaradigan limfotsitlar guruhidir. Bu oqsillar qon aylanish tizimiga chiqariladi. Ular begona zarralarni taniydilar, shu bilan birga halokat bosqichida juda o'ziga xos kompleks hosil qiladilar. Bu oqsillarga immunoglobulinlar deyiladi. Chet moddalar antijenler deb ataladi.bu immunitet tizimining javobini keltirib chiqaradi.
Tuzilish funksiyasi
Yuqori ixtisoslashgan funktsiyalarni bajaradigan oqsillardan tashqari, ahamiyati asosan strukturaviy bo'lganlar ham bor. Ularning yordami bilan mexanik kuch, shuningdek, tirik organizmlar to'qimalarining boshqa xususiyatlari ta'minlanadi. Bu oqsillar, birinchi navbatda, kollagenni o'z ichiga oladi. Sutemizuvchilardagi kollagen (quyida tasvirlangan) oqsillar massasining chorak qismini tashkil qiladi. U biriktiruvchi to'qimani tashkil etuvchi asosiy hujayralarda sintezlanadi (fibroblastlar deb ataladi).
Dastlab, kollagen prokollagen sifatida hosil bo'ladi - uning kashshofi, fibroblastlarda kimyoviy ishlovdan o'tadi. Keyin u spiralga o'ralgan uchta polipeptid zanjiri shaklida hosil bo'ladi. Ular fibroblastlardan tashqarida bir necha yuz nanometr diametrli kollagen fibrillalariga birlashadi. Ikkinchisi kollagen filamentlarini hosil qiladi, ularni allaqachon mikroskop ostida ko'rish mumkin. Elastik to'qimalarda (o'pka devorlari, qon tomirlari, teri) hujayradan tashqari matritsada kollagendan tashqari, elastin oqsili ham mavjud. U juda keng diapazonga cho'zilishi va keyin asl holatiga qaytishi mumkin. Bu erda berilishi mumkin bo'lgan strukturaviy oqsilning yana bir misoli ipak fibroindir. U ipak qurti tırtılının pupasi hosil bo'lishi paytida ajratiladi. Bu ipak iplarining asosiy tarkibiy qismidir. Keling, motor oqsillari tavsifiga o'tamiz.
Motor oqsillar
Motor jarayonlarni amalga oshirishda esa oqsillarning biologik roli katta. Keling, ushbu funktsiya haqida qisqacha gapiraylik. Mushak qisqarishi kimyoviy energiyaning mexanik ishga aylanishi jarayonidir. Uning bevosita ishtirokchilari ikkita oqsil - miyozin va aktindir. Miyozin juda noodatiy tuzilishga ega. U ikkita sharsimon bosh va dumdan (uzun ipsimon qismdan) hosil bo'ladi. Taxminan 1600 nm - bitta molekulaning uzunligi. Boshlar taxminan 200 nm ni tashkil qiladi.
Aktin (yuqoridagi rasm) molekulyar ogʻirligi 42 000 boʻlgan globulyar oqsildir. U polimerlanib, uzun struktura hosil qilishi va shu shaklda miyozin boshi bilan oʻzaro taʼsir qilishi mumkin. Ushbu jarayonning muhim xususiyati uning ATP mavjudligiga bog'liqligidir. Agar uning kontsentratsiyasi etarlicha yuqori bo'lsa, miozin va aktin tomonidan hosil bo'lgan kompleks yo'q qilinadi va keyin miyozin ATPaz ta'siri natijasida ATP gidrolizi sodir bo'lganidan keyin u yana tiklanadi. Bu jarayonni, masalan, ikkala oqsil ham mavjud bo'lgan eritmada kuzatish mumkin. ATP yo'qligida yuqori molekulyar og'irlikdagi kompleks hosil bo'lishi natijasida yopishqoq bo'ladi. Qo'shilganda, hosil bo'lgan kompleksning yo'q qilinishi tufayli yopishqoqlik keskin kamayadi, shundan so'ng u ATP gidrolizi natijasida asta-sekin tiklana boshlaydi. Mushaklarning qisqarishi jarayonida bu o'zaro ta'sirlar juda muhim rol o'ynaydi.
Antibiotiklar
Biz "Oqsilning organizmdagi biologik roli" mavzusini ochishda davom etamiz. Juda katta va juda muhim guruhtabiiy birikmalar antibiotiklar deb ataladigan moddalarni tashkil qiladi. Ular mikrobial kelib chiqishi. Ushbu moddalar maxsus turdagi mikroorganizmlar tomonidan chiqariladi. Aminokislotalar va oqsillarning biologik roli shubhasizdir, ammo antibiotiklar alohida, juda muhim vazifani bajaradi. Ular ular bilan raqobatlashadigan mikroorganizmlarning rivojlanishiga to'sqinlik qiladi. 1940-yillarda antibiotiklarning kashf etilishi va ishlatilishi bakteriyalar keltirib chiqaradigan yuqumli kasalliklarni davolashda inqilob qildi. Shuni ta'kidlash kerakki, aksariyat hollarda antibiotiklar viruslarga ta'sir qilmaydi, shuning uchun ularni virusga qarshi dori sifatida qo'llash samarasiz.
Antibiotiklarga misollar
Penitsillinlar guruhi birinchi boʻlib amaliyotga tatbiq etilgan. Bu guruhga misollar ampitsillin va benzilpenitsillindir. Antibiotiklar ta'sir mexanizmi va kimyoviy tabiatiga ko'ra xilma-xildir. Bugungi kunda keng qo'llaniladigan ba'zilari inson ribosomalari bilan o'zaro ta'sir qiladi, bakterial ribosomalarda oqsil sintezi inhibe qilinadi. Shu bilan birga, ular eukaryotik ribosomalar bilan deyarli o'zaro ta'sir qilmaydi. Shuning uchun ular bakterial hujayralar uchun halokatli, hayvonlar va odamlar uchun ozgina zaharli. Bu antibiotiklarga streptomitsin va levomitsetin (xloramfenikol) kiradi.
Oqsil biosintezining biologik roli juda muhim va bu jarayonning o'zi bir necha bosqichlardan iborat. Bu haqda faqat umumiy maʼnoda gaplashamiz.
Oqsil biosintezining jarayoni va biologik roli
Bu jarayon koʻp bosqichli va juda murakkab. U ribosomalarda uchraydi -maxsus organellalar. Hujayra ko'p ribosomalarni o'z ichiga oladi. Masalan, E. colida ularning 20 mingga yaqini bor.
"Oqsil biosintezi jarayoni va uning biologik rolini tasvirlab bering" - bunday vazifani ko'pchiligimiz maktabda olganmiz. Va ko'pchilik uchun bu qiyin bo'ldi. Keling, buni birgalikda aniqlashga harakat qilaylik.
Oqsil molekulalari polipeptid zanjirlaridir. Ular, siz allaqachon bilganingizdek, individual aminokislotalardan iborat. Biroq, ikkinchisi etarlicha faol emas. Protein molekulasini birlashtirish va hosil qilish uchun ular faollashuvni talab qiladi. Bu maxsus fermentlarning ta'siri natijasida yuzaga keladi. Har bir aminokislota o'ziga xos fermentga ega. Ushbu jarayon uchun energiya manbai ATP (adenozin trifosfat). Faollashuv natijasida aminokislota yanada labil bo'ladi va bu ferment ta'sirida t-RNK bilan bog'lanadi, bu esa uni ribosomaga o'tkazadi (shuning uchun bu RNK transport deb ataladi). Shunday qilib, tRNK bilan bog'langan faollashtirilgan aminokislotalar ribosomaga kiradi. Ribosoma kiruvchi aminokislotalardan oqsil zanjirlarini yig'ish uchun o'ziga xos konveyerdir.
Oqsil sintezining rolini ortiqcha baholash qiyin, chunki sintez qilingan birikmalar juda muhim vazifalarni bajaradi. Deyarli barcha hujayra tuzilmalari ulardan tashkil topgan.
Shunday qilib, biz oqsil biosintezi jarayoni va uning biologik rolini umumiy ma'noda tasvirlab berdik. Bu bizning oqsillarga kirishimizni yakunlaydi. Umid qilamizki, sizda buni davom ettirish istagi bor.
