Kaj so beljakovine, kakšna je njihova sestava, zakaj so potrebne?

Dejstvo, da takšne beljakovine zdaj poznajo skoraj vsako šolsko biologijo. Opravljajo veliko funkcij v celici živega bitja.

Kaj so proteini?

To je zapleteno organske spojine. Sestavljeni so iz aminokislin, od katerih jih je le 20, vendar jih lahko z združevanjem v različnih zaporedjih dobite na milijone različnih kemičnih snovi.

Struktura beljakovin

Ko že vemo, kaj so proteini, lahko podrobneje pogledamo njihovo strukturo. Obstaja primarna, sekundarna, terciarna in kvartarna struktura takih snovi.

Primarna struktura

To je veriga, v kateri so amino kisline povezane v pravilnem vrstnem redu. Ta sprememba določa vrsto beljakovin. Za vsako snov tega razreda je individualna. Fizikalne in kemijske lastnosti določenega proteina so odvisne tudi od primarne strukture.

Sekundarna struktura

To je prostorska oblika, ki jo ima polipeptidna veriga zaradi nastanka vodikovih vezi med karboksilnimi skupinami in imino skupinami. Obstajata dva njena najpogostejša tipa: alfa heliks in beta struktura, ki ima podoben trak. Prvi nastane zaradi pojavljanja vezi med molekulami iste polipeptidne verige, druga med dvema ali več verigami, ki se nahajata vzporedno. Vendar pa je možno tudi nastanek beta-strukture in znotraj istega polimera - v primeru, ko so nekateri njeni fragmenti zasukani za 180 stopinj.

Terciarna struktura

Ta izmenjava in lokacija glede na drugo v prostoru odsekov alfa-vijačnice, enostavnih polipeptidnih verig in beta-struktur.

Kvartarna struktura

Obstajata tudi dve vrsti: kroglasta in fibrilarna. Takšno strukturo tvorijo elektrostatične interakcije in vodikove vezi. Krogla ima obliko majhne tuljave in fibrilar - žarilno nitko. Primeri proteinov s kvarterno strukturo prvega tipa so albumin, inzulin, imunoglobulin itd. fibrilar - fibroin, keratin, kolagen in drugi. Obstajajo celo bolj kompleksni proteini, npr mišičnega tkiva ima jedro fibrilarne oblike, na kateri sta dve kroglasti glavi.

Kemična sestava beljakovin

Aminokislinsko sestavo beljakovin lahko predstavimo z dvajsetimi aminokislinami, ki so združene v različnem vrstnem redu in količini.

To so glicin, alanin, valin, levcin, izoleucin, serin, treonin, cistein, metionin, lizin, arginin, asparaginska kislina, asparagin, glutaminska kislina, glutamin, fenilalanin, tirozin, triptofan, histidin in prolin. Med njimi so nenadomestljivi, to je tisti, ki jih človeško telo ne more samostojno proizvajati. Za odrasle je na voljo 8 aminokislin, za otroke pa 2 več: levcin, izolevcin, valin, metionin, lizin, triptofan, fenilalanin, treonin, pa tudi histidin in arginin.

Primeri proteinov z različno strukturo

Izrazit predstavnik globularnih beljakovin je albumin. Njeno terciarno strukturo sestavljajo alfa-spirale, ki jih povezujejo posamezne polipeptidne verige.

Primarno tvorijo aminokisline, kot so asparaginska kislina, alanin, cistein in glicin. Ta beljakovina je v krvni plazmi in opravlja funkcijo prevoza nekaterih snovi. Iz fibrilarnega lahko izoliramo fibroin in kolagen. Terciarna struktura prve je snov iz beta-struktur, ki so povezane s posameznimi polipeptidnimi verigami. Sama veriga je izmenjava alanina, glicina, cisteina in serina. Ta kemična spojina je glavna sestavina pajčevin in svile, pa tudi ptičjega perja.

Kaj je denaturacija?

To je proces uničenja prvega kvartarja, nato terciarnega in sekundarnega struktur proteinov. Beljakovina, s katero se je zgodila, ne more več opravljati svojih funkcij in izgubi svoje osnovne fizikalne in kemijske lastnosti. Ta proces je predvsem posledica izpostavljenosti visokim temperaturam ali agresivnim kemikalijam. Na primer, kdaj temperatura višja Štirideset stopinj Celzija začne denaturirati hemoglobin, ki prenaša kisik preko krvi organizmov. Zato je nevarno, da ima oseba tako visoko vročino.

Funkcije beljakovin

Ko se naučimo o beljakovinah, se lahko posvetimo vlogi teh snovi v življenju celice in celotnega organizma. Opravljajo devet osnovnih funkcij. Prva je plastika. So sestavine mnogih struktur živega organizma in služijo kot gradbeni material za celico. Drugi je prevoz. Beljakovine so sposobne prenašati snovi, primeri za ta namen so albumin, hemoglobin, pa tudi različni proteinski transporterji, ki se nahajajo na plazemski membrani celice, od katerih vsaka oddaja specifično snov v citoplazmo iz okolja. Tretja funkcija je zaščitna. Izvajajo ga imunoglobulini, ki so del imunskega sistema, in kolagen, ki je glavna sestavina kože. Tudi beljakovine v človeškem telesu in drugi organizmi opravljajo regulativno funkcijo, ker so številne hormone, ki jih predstavljajo takšne snovi, na primer inzulin. Druga vloga teh kemičnih spojin je signal. Te snovi oddajajo električne impulze celice. Šesta funkcija je motor. Živahni predstavniki beljakovin, ki jih izvajajo, so aktin in miozin, ki se lahko skrčijo (se nahajajo v mišicah). Take snovi lahko služijo tudi kot rezervne, vendar se v takšne namene uporabljajo zelo redko, predvsem beljakovine, ki so v mleku. Opravljajo tudi katalitično funkcijo - v naravi obstajajo proteinski encimi. In zadnja funkcija je receptor. Obstaja skupina beljakovin, ki delno denaturirajo pod vplivom enega ali drugega dejavnika in tako dajejo signal celotni celici, ki jo prenaša.