Białka to wysokocząsteczkowe substancje organiczne, które składają się z alfa-aminokwasów, które są połączone wiązaniem peptydowym w pojedynczy łańcuch. Ich główną funkcją jest regulacja. A o tym, co i jak się objawia, teraz trzeba szczegółowo opowiedzieć.
Opis procesu
Białka mają zdolność odbierania i przesyłania informacji. Z tym wiąże się ich realizacja regulacji procesów zachodzących w komórkach i całym ciele jako całości.
To działanie jest odwracalne i zwykle wymaga obecności liganda. To z kolei jest nazwa związku chemicznego, który tworzy kompleks z biocząsteczkami, a następnie wywołuje określone efekty (farmakologiczne, fizjologiczne lub biochemiczne).
Co ciekawe, naukowcy regularnie odkrywają nowe białka regulatorowe. Zakłada się, że dziś znana jest tylko niewielka ich część.
Białka pełniące funkcję regulacyjną dzielą się na odmiany. I o każdym z nich warto osobno porozmawiać.
Funkcjonalnyklasyfikacja
Jest całkiem konwencjonalna. W końcu jeden hormon może wykonywać różne zadania. Ogólnie rzecz biorąc, funkcja regulacyjna zapewnia ruch komórki przez jej cykl, dalszą transkrypcję, translację, splicing i aktywność innych związków białkowych.
Wszystko to dzieje się z powodu wiązania się z innymi cząsteczkami lub działania enzymatycznego. Nawiasem mówiąc, substancje te odgrywają bardzo ważną rolę. W końcu enzymy, będąc złożonymi cząsteczkami, przyspieszają reakcje chemiczne w żywym organizmie. A niektóre z nich hamują aktywność innych białek.
Teraz możesz przejść do badania klasyfikacji gatunków.
Białka-hormony
Wpływają na różne procesy fizjologiczne i bezpośrednio na metabolizm. Hormony białkowe powstają w gruczołach dokrewnych, po czym są przenoszone przez krew w celu przesłania sygnału informacyjnego.
Rozprzestrzeniają się losowo. Działają jednak wyłącznie na te komórki, które mają określone białka receptorowe. Tylko hormony mogą się z nimi kontaktować.
Z reguły powolne procesy są regulowane przez hormony. Należą do nich rozwój ciała i wzrost poszczególnych tkanek. Ale nawet tutaj są wyjątki.
To jest adrenalina – pochodna aminokwasów, głównego hormonu rdzenia nadnerczy. Jego uwolnienie prowokuje działanie impulsu nerwowego. Zwiększa się częstość akcji serca, wzrasta ciśnienie krwi i pojawiają się inne reakcje. Wpływa również na wątrobę – prowokuje rozpad glikogenu. W rezultacie glukoza jest uwalniana do krwi, a mózgz mięśniami używaj go jako źródła energii.
Białka receptorowe
Spełniają również funkcję regulacyjną. Ciało ludzkie jest w rzeczywistości złożonym systemem, który nieustannie odbiera sygnały ze środowiska zewnętrznego i wewnętrznego. Zasada ta jest również przestrzegana w pracy jej składowych komórek.
Na przykład białka receptorów błonowych przekazują sygnał z powierzchni strukturalnej jednostki elementarnej do wewnątrz, jednocześnie ją przekształcając. Regulują funkcje komórkowe poprzez wiązanie się z ligandem znajdującym się na receptorze na zewnątrz komórki. Co się dzieje w końcu? Inne białko wewnątrz komórki jest aktywowane.
Warto zwrócić uwagę na jeden ważny niuans. Zdecydowana większość hormonów wpływa na komórkę tylko wtedy, gdy na jej błonie znajduje się pewien receptor. Może to być glikoproteina lub inne białko.
Można podać przykład - receptor β2-adrenergiczny. Znajduje się na błonie komórek wątroby. W przypadku wystąpienia stresu wiąże się z nim cząsteczka adrenaliny, w wyniku czego aktywowany jest receptor β2-adrenergiczny. Co się potem dzieje? Już aktywowany receptor aktywuje białko G, które dodatkowo przyłącza GTP. Po wielu etapach pośrednich dochodzi do fosforolizy glikogenu.
Jaki jest wniosek? Receptor wykonał pierwsze działanie sygnalizacyjne, które doprowadziło do rozpadu glikogenu. Okazuje się, że bez niej nie doszłoby do kolejnych reakcji zachodzących wewnątrz komórki.
Białka regulujące transkrypcję
Jeden więcejtemat, którym należy się zająć. W biologii istnieje pojęcie czynnika transkrypcyjnego. To nazwa białek, które pełnią również funkcję regulacyjną. Polega na kontrolowaniu procesu syntezy mRNA na matrycy DNA. Nazywa się to transkrypcją - transferem informacji genetycznej.
Co można powiedzieć o tym czynniku? Białko pełni funkcję regulacyjną niezależnie lub w połączeniu z innymi elementami. Rezultatem jest zmniejszenie lub zwiększenie stałej wiązania polimerazy RNA z regulowanymi sekwencjami genów.
Czynniki transkrypcyjne mają cechę definiującą - obecność jednej lub więcej domen DNA, które oddziałują z określonymi regionami DNA. To jest ważne, aby wiedzieć. W końcu inne białka, które również biorą udział w regulacji ekspresji genów, nie mają domen DNA. Oznacza to, że nie mogą być klasyfikowane jako czynniki transkrypcyjne.
Kinazy białkowe
Mówiąc o tym, jakie pierwiastki pełnią funkcję regulacyjną w komórkach, należy zwrócić uwagę na te substancje. Kinazy białkowe to enzymy, które modyfikują inne białka poprzez fosforylację reszt aminokwasowych grupami hydroksylowymi w składzie (są to tyrozyna, treonina i seryna).
Co to za proces? Fosforylacja zwykle zmienia lub modyfikuje funkcję podłoża. Nawiasem mówiąc, aktywność enzymu może również ulec zmianie, podobnie jak pozycja białka w samej komórce. Interesujący fakt! Szacuje się, że około 30% białek możebyć modyfikowane przez kinazy białkowe.
I ich aktywność chemiczną można prześledzić w odszczepieniu grupy fosforanowej od ATP i dalszym kowalencyjnym przyłączeniu do reszty dowolnego aminokwasu. Kinazy białkowe mają zatem silny wpływ na aktywność życiową komórek. Jeśli ich praca zostanie zakłócona, mogą rozwinąć się różne patologie, nawet niektóre rodzaje raka.
Fosfataza białkowa
Kontynuując badanie cech i przykładów funkcji regulacyjnych, powinniśmy zwrócić uwagę na te białka. Działaniem realizowanym przez fosfatazy białkowe jest eliminacja grup fosforanowych.
Co to oznacza? W uproszczeniu elementy te wykonują defosforylację, proces będący odwrotnością tego, który zachodzi w wyniku działania kinaz białkowych.
Regulacja splotu
Nie możesz jej też zignorować. Splicing to proces, w którym pewne sekwencje nukleotydowe są usuwane z cząsteczek RNA, a następnie sekwencje zachowane w „dojrzałej” cząsteczce są łączone.
Jak to się ma do badanego tematu? W genach eukariotycznych istnieją regiony, które nie kodują aminokwasów. Nazywane są intronami. Najpierw są one transkrybowane na pre-mRNA podczas transkrypcji, po czym specjalny enzym je wycina.
W splicingu biorą udział tylko te białka, które są aktywne enzymatycznie. Tylko one są w stanie nadać prem-RNA pożądaną konformację.
Nawiasem mówiąc, nadal istnieje koncepcja alternatywnego splicingu. To bardzo interesująceproces. Zaangażowane w to białka zapobiegają wycięciu niektórych intronów, ale jednocześnie przyczyniają się do usuwania innych.
Metabolizm węglowodanów
Funkcje regulacyjne w organizmie pełni wiele narządów, układów i tkanek. Skoro jednak mowa o białkach, to o roli węglowodanów, które są również ważnymi związkami organicznymi, warto wspomnieć.
To bardzo szczegółowy temat. Metabolizm węglowodanów jako całość to ogromna liczba reakcji enzymatycznych. A jedną z możliwości jego regulacji jest przemiana aktywności enzymatycznej. Osiąga się to dzięki funkcjonującym cząsteczkom konkretnego enzymu. Lub w wyniku biosyntezy nowych.
Można powiedzieć, że funkcja regulacyjna węglowodanów opiera się na zasadzie sprzężenia zwrotnego. Najpierw nadmiar substratu, który dostaje się do komórki, prowokuje syntezę nowych cząsteczek enzymów, a następnie ich biosynteza zostaje zahamowana (w końcu do tego właśnie prowadzi akumulacja produktów przemiany materii).
Regulacja metabolizmu tłuszczów
Ostatnie słowo na ten temat. Skoro chodziło o białka i węglowodany, to należy wspomnieć również o tłuszczach.
Proces ich metabolizmu jest ściśle związany z metabolizmem węglowodanów. Jeśli stężenie glukozy we krwi wzrasta, rozpad trójglicerydów (tłuszczów) maleje, w wyniku czego aktywowana jest ich synteza. Przeciwnie, zmniejszenie jego ilości ma działanie hamujące. W rezultacie rozkład tłuszczów jest wzmocniony i przyspieszony.
Z tego wszystkiego wynika prosty i logiczny wniosek. Związek między węglowodanami ametabolizm tłuszczów ma na celu tylko jedno - zaspokojenie potrzeb energetycznych organizmu.
