Bu gün bioloji rolu nəzərdən keçiriləcək zülallar amin turşularından əmələ gələn makromolekulyar birləşmələrdir. Bütün digər üzvi birləşmələr arasında onlar strukturlarına görə ən mürəkkəb birləşmələrdir. Elementar tərkibinə görə zülallar yağlar və karbohidratlardan fərqlənir: oksigen, hidrogen və karbondan başqa onların tərkibində azot da var. Bundan əlavə, kükürd ən vacib zülalların əvəzsiz komponentidir və bəzilərində yod, dəmir və fosfor vardır.
Zülalın bioloji rolu çox yüksəkdir. Məhz bu birləşmələr protoplazma kütləsinin əsas hissəsini, həmçinin canlı hüceyrələrin nüvələrini təşkil edir. Zülallar bütün heyvan və bitki orqanizmlərində olur.
Bir və ya daha çox funksiya
Onların müxtəlif birləşmələrinin bioloji rolu və funksiyaları fərqlidir. Xüsusi kimyəvi quruluşa malik bir maddə olaraq, hər bir zülal yüksək dərəcədə ixtisaslaşmış bir funksiyanı yerinə yetirir. Yalnız bəzi hallarda o, eyni anda bir-biri ilə əlaqəli bir neçə işi yerinə yetirə bilər. Məsələn, medullada istehsal olunan adrenalinadrenal bezlər, qan dövranına girərək, qan təzyiqi və oksigen istehlakını, qan şəkərini artırır. Bundan əlavə, maddələr mübadiləsinin stimulyatorudur, soyuqqanlı heyvanlarda isə sinir sisteminin vasitəçisidir. Gördüyünüz kimi, eyni anda bir çox funksiyanı yerinə yetirir.
Enzimatik (katalitik) funksiya
Canlı orqanizmlərdə baş verən müxtəlif biokimyəvi reaksiyalar temperaturun 40°C-yə yaxın olduğu və pH dəyərlərinin demək olar ki, neytral olduğu mülayim şəraitdə aparılır. Bu şərtlərdə onların bir çoxunun axın sürətləri əhəmiyyətsizdir. Buna görə də, onların həyata keçirilməsi üçün fermentlər lazımdır - xüsusi bioloji katalizatorlar. Suyun fotolizi istisna olmaqla, demək olar ki, bütün reaksiyalar fermentlər tərəfindən canlı orqanizmlərdə kataliz olunur. Bu elementlər ya zülallar, ya da kofaktor (üzvi molekul və ya metal ionu) olan zülalların kompleksləridir. Fermentlər lazımi prosesə başlayaraq çox seçici hərəkət edir. Beləliklə, yuxarıda müzakirə edilən katalitik funksiya zülalların yerinə yetirdiyi funksiyalardan biridir. Bu birləşmələrin bioloji rolu, lakin onun həyata keçirilməsi ilə məhdudlaşmır. Aşağıda nəzərdən keçirəcəyimiz daha çox funksiya var.
Nəqliyyat funksiyası
Hüceyrənin mövcud olması üçün ona enerji və tikinti materialı verən çoxlu maddələrin daxil olması lazımdır. Bütün bioloji membranlar ortaq şəkildə qurulurprinsip. Bu lipidlərin ikiqat təbəqəsidir, zülallar ona batırılır. Eyni zamanda, membranların səthində makromolekulların hidrofilik bölgələri, qalınlığında isə hidrofobik "quyruqlar" cəmləşmişdir. Bu struktur mühüm komponentlər üçün keçirməz olaraq qalır: amin turşuları, şəkərlər, qələvi metal ionları. Bu elementlərin hüceyrəyə daxil olması hüceyrə membranına daxil olan daşıyıcı zülalların köməyi ilə baş verir. Bakteriyalar, məsələn, laktoza (süd şəkəri) xarici membrandan keçirən xüsusi zülala malikdirlər.
Çoxhüceyrəli orqanizmlər müxtəlif maddələrin bir orqandan digərinə daşınması üçün sistemə malikdirlər. Biz ilk növbədə hemoglobin haqqında danışırıq (yuxarıdakı şəkildə). Bundan əlavə, serum albumin (nəqliyyat proteini) qan plazmasında daim mövcuddur. O, yağların həzmi zamanı əmələ gələn yağ turşuları ilə, eləcə də bir sıra hidrofobik amin turşuları ilə (məsələn, triptofanla) və bir çox dərmanlarla (bəzi penisilinlər, sulfanilamidlər, aspirin) güclü komplekslər yaratmaq qabiliyyətinə malikdir. Bədəndə dəmir ionlarının daşınmasına vasitəçilik edən transferrin başqa bir nümunədir. Mis ionlarını daşıyan seruplazmini də qeyd edə bilərik. Beləliklə, zülalların yerinə yetirdiyi nəqliyyat funksiyasını nəzərdən keçirdik. Onların bioloji rolu da bu baxımdan çox əhəmiyyətlidir.
Reseptor funksiyası
Reseptor zülalları xüsusilə çoxhüceyrəli orqanizmlərin həyat təminatı üçün böyük əhəmiyyət kəsb edir. Onlar tikilibplazma hüceyrə membranına daxil olur və hüceyrəyə daxil olan siqnalları qavramağa və daha da çevirməyə xidmət edir. Bu zaman siqnallar həm digər hüceyrələrdən, həm də ətraf mühitdən ola bilər. Asetilkolin reseptorları hazırda ən çox öyrənilənlərdir. Onlar beyin qabığındakı sinir-əzələ qovşaqları da daxil olmaqla hüceyrə membranında bir sıra neyronlararası kontaktlarda yerləşirlər. Bu zülallar asetilkolinlə qarşılıqlı əlaqədə olur və hüceyrəyə siqnal ötürür.
Siqnal qəbul etmək və onu çevirmək üçün neyrotransmitter çıxarılmalıdır ki, hüceyrə sonrakı siqnalların qəbuluna hazırlaşmaq imkanı əldə etsin. Bunun üçün asetilkolinesteraza istifadə olunur - asetilkolinin kolin və asetata hidrolizini kataliz edən xüsusi bir ferment. Zülalların yerinə yetirdiyi reseptor funksiyasının da çox əhəmiyyətli olduğu doğru deyilmi? Orqanizm üçün növbəti, qoruyucu funksiyanın bioloji rolu çox böyükdür. Sadəcə olaraq bununla razılaşmaq olmaz.
Müdafiə funksiyası
Orqanizmdə immun sistemi çoxlu sayda limfosit istehsal edərək içindəki yad hissəciklərin görünüşünə cavab verir. Onlar elementləri seçici şəkildə zədələyə bilirlər. Belə yad hissəciklər xərçəng hüceyrələri, patogen bakteriyalar, supramolekulyar hissəciklər (makromolekullar, viruslar və s.) ola bilər. B-limfositlər xüsusi zülallar istehsal edən limfositlər qrupudur. Bu zülallar qan dövranı sisteminə buraxılır. Onlar yad hissəcikləri tanıyaraq məhvetmə mərhələsində yüksək spesifik kompleks əmələ gətirirlər. Bu zülallara immunoqlobulinlər deyilir. Xarici maddələrə antigen deyilir.bu, immun sisteminin reaksiyasına səbəb olur.
Struktur funksiya
Yüksək ixtisaslaşmış funksiyaları yerinə yetirən zülallarla yanaşı, əhəmiyyəti əsasən struktur olanlar da var. Onların sayəsində canlı orqanizmlərin toxumalarının digər xüsusiyyətləri kimi mexaniki güc də təmin edilir. Bu zülallara ilk növbədə kollagen daxildir. Məməlilərdəki kollagen (aşağıdakı şəkildə) zülal kütləsinin təxminən dörddə birini təşkil edir. O, birləşdirici toxuma təşkil edən əsas hüceyrələrdə sintez olunur (fibroblastlar adlanır).
İlkin olaraq kollagen prokollagen kimi əmələ gəlir - onun xəbərçisi, fibroblastlarda kimyəvi emaldan keçir. Sonra spiralə bükülmüş üç polipeptid zənciri şəklində əmələ gəlir. Onlar artıq fibroblastlardan kənarda bir neçə yüz nanometr diametrli kollagen fibrillərinə birləşirlər. Sonuncu, artıq mikroskop altında görünən kollagen filamentləri əmələ gətirir. Elastik toxumalarda (ağciyərlərin divarları, qan damarları, dəri) hüceyrədənkənar matrisdə kollagenlə yanaşı, elastin proteini də var. Kifayət qədər geniş diapazonda uzana bilər və sonra orijinal vəziyyətinə qayıda bilər. Burada verilə bilən struktur zülalının başqa bir nümunəsi ipək fibroinidir. İpək qurdunun tırtılının pupasının formalaşması zamanı təcrid olunur. İpək saplarının əsas tərkib hissəsidir. Gəlin motor zülallarının təsvirinə keçək.
Motor zülallar
Və motor proseslərinin həyata keçirilməsində zülalların bioloji rolu böyükdür. Bu funksiya haqqında qısaca danışaq. Əzələ daralması kimyəvi enerjinin mexaniki işə çevrildiyi prosesdir. Onun birbaşa iştirakçıları iki zülaldır - miyozin və aktin. Miyozin çox qeyri-adi bir quruluşa malikdir. İki kürə başdan və quyruqdan (uzun saplı hissədən) əmələ gəlir. Təxminən 1600 nm bir molekulun uzunluğudur. Başlıqlar təxminən 200 nm təşkil edir.
Aktin (yuxarıdakı şəkildə) molekulyar çəkisi 42.000 olan qlobulyar zülaldır. Uzun bir struktur yaratmaq üçün polimerləşə və bu formada miyozin başı ilə qarşılıqlı əlaqədə ola bilər. Bu prosesin mühüm xüsusiyyəti onun ATP-nin mövcudluğundan asılılığıdır. Əgər onun konsentrasiyası kifayət qədər yüksək olarsa, miozin və aktinin əmələ gətirdiyi kompleks məhv edilir, sonra isə miozin ATPazanın təsiri nəticəsində ATP hidrolizi baş verdikdən sonra yenidən bərpa olunur. Bu prosesi, məsələn, hər iki zülalın mövcud olduğu bir məhlulda müşahidə etmək olar. ATP olmadıqda yüksək molekulyar ağırlıqlı kompleksin əmələ gəlməsi nəticəsində viskoz olur. Əlavə edildikdə, yaradılmış kompleksin məhv olması səbəbindən özlülük kəskin şəkildə azalır, bundan sonra ATP hidrolizi nəticəsində tədricən bərpa olunmağa başlayır. Əzələlərin daralması prosesində bu qarşılıqlı təsirlər çox mühüm rol oynayır.
Antibiotiklər
"Zülalın orqanizmdə bioloji rolu" mövzusunu açmağa davam edirik. Çox böyük və çox vacib qruptəbii birləşmələr antibiotik adlanan maddələri təşkil edir. Onlar mikrob mənşəlidirlər. Bu maddələr xüsusi növ mikroorqanizmlər tərəfindən ifraz olunur. Amin turşularının və zülalların bioloji rolu mübahisəsizdir, lakin antibiotiklər xüsusi, çox vacib funksiyanı yerinə yetirirlər. Onlarla rəqabət aparan mikroorqanizmlərin böyüməsini maneə törədirlər. 1940-cı illərdə antibiotiklərin kəşfi və istifadəsi bakteriyaların yaratdığı yoluxucu xəstəliklərin müalicəsində inqilab etdi. Qeyd etmək lazımdır ki, əksər hallarda antibiotiklər viruslar üzərində işləmir, ona görə də onlardan virus əleyhinə dərman kimi istifadə səmərəsizdir.
Antibiotik nümunələri
Penisilin qrupu praktikada ilk dəfə tətbiq olundu. Bu qrupun nümunələri ampisilin və benzilpenisilindir. Antibiotiklər təsir mexanizminə və kimyəvi təbiətinə görə müxtəlifdir. Bu gün geniş istifadə olunanlardan bəziləri insan ribosomları ilə qarşılıqlı əlaqədə olur, bakterial ribosomlarda zülal sintezi inhibə edilir. Eyni zamanda, onlar eukaryotik ribosomlarla demək olar ki, qarşılıqlı əlaqədə olmurlar. Buna görə də, onlar bakteriya hüceyrələri üçün dağıdıcı, heyvanlar və insanlar üçün bir qədər zəhərlidirlər. Bu antibiotiklərə streptomisin və levomisetin (xloramfenikol) daxildir.
Zülal biosintezinin bioloji rolu çox vacibdir və bu prosesin özü bir neçə mərhələdən ibarətdir. Bu barədə yalnız ümumi şəkildə danışacağıq.
Protein biosintezinin prosesi və bioloji rolu
Bu proses çoxmərhələlidir və çox mürəkkəbdir. Ribosomlarda olur -xüsusi orqanoidlər. Hüceyrədə çoxlu ribosomlar var. Məsələn, E. coli-də onlardan təxminən 20 min var.
"Zülal biosintezi prosesini və onun bioloji rolunu təsvir edin" - çoxumuz məktəbdə belə bir tapşırıq alırıq. Və çoxları üçün çətin oldu. Gəlin bunu birlikdə anlamağa çalışaq.
Protein molekulları polipeptid zəncirləridir. Onlar, artıq bildiyiniz kimi, fərdi amin turşularından ibarətdir. Lakin sonuncular kifayət qədər aktiv deyillər. Bir zülal molekulunu birləşdirmək və yaratmaq üçün onların aktivləşdirilməsi tələb olunur. Xüsusi fermentlərin təsiri nəticəsində baş verir. Hər bir amin turşusunun xüsusi olaraq ona uyğunlaşdırılmış öz fermenti var. Bu prosesin enerji mənbəyi ATP-dir (adenozin trifosfat). Aktivləşmə nəticəsində amin turşusu daha labil olur və bu fermentin təsiri altında onu ribosoma köçürən t-RNT-yə bağlanır (buna görə bu RNT nəqliyyat adlanır). Beləliklə, tRNT ilə əlaqəli aktivləşdirilmiş amin turşuları ribosoma daxil olur. Ribosom daxil olan amin turşularından zülal zəncirlərinin yığılması üçün bir növ konveyerdir.
Zülal sintezinin rolunu çox qiymətləndirmək çətindir, çünki sintez edilən birləşmələr çox mühüm funksiyaları yerinə yetirir. Demək olar ki, bütün hüceyrə strukturları onlardan ibarətdir.
Beləliklə, biz zülal biosintezi prosesini və onun bioloji rolunu ümumi şəkildə təsvir etdik. Bu, zülallara girişimizi yekunlaşdırır. Ümid edirik ki, bunu davam etdirmək istəyiniz var.
