Protini ni dutu za kikaboni. Misombo hii ya macromolecular ina sifa ya muundo fulani na hutengana katika asidi ya amino juu ya hidrolisisi. Molekuli za protini huja katika maumbo mbalimbali, mengi ambayo yanajumuisha minyororo ya polipeptidi nyingi. Taarifa kuhusu muundo wa protini imesimbwa katika DNA, na mchakato wa usanisi wa protini unaitwa tafsiri.
Muundo wa kemikali wa protini
Wastani wa protini una:
- 52% kaboni;
- 7% hidrojeni;
- 12% nitrojeni;
- 21% oksijeni;
- 3% salfa.
Molekuli za protini ni polima. Ili kuelewa muundo wao, ni muhimu kujua monoma zao, amino asidi, ni nini.
Amino asidi
Kwa kawaida hugawanywa katika makundi mawili: hutokea mara kwa mara na mara kwa mara. Ya kwanza ni pamoja na monoma 18 za protini na amidi 2 zaidi: asidi ya aspartic na glutamic. Wakati mwingine kuna asidi tatu pekee.
Asidi hizi zinaweza kuainishwa kwa njia nyingi: kwa asili ya minyororo ya kando au chaji ya radicals zao, zinaweza pia kugawanywa na idadi ya vikundi vya CN na COOH.
Muundo msingi wa protini
Msururu wa asidi ya amino katika msururu wa protini huamuaviwango vyake vya baadaye vya shirika, mali na kazi. Aina kuu ya dhamana kati ya monoma ni peptidi. Huundwa kwa kugawanya hidrojeni kutoka kwa amino asidi moja na kundi la OH kutoka kwa lingine.
Ngazi ya kwanza ya mpangilio wa molekuli ya protini ni mfuatano wa amino asidi ndani yake, mnyororo tu ambao huamua muundo wa molekuli za protini. Inajumuisha "mifupa" ambayo ina muundo wa kawaida. Huu ni mfuatano unaojirudia -NH-CH-CO-. Minyororo ya upande tofauti inawakilishwa na itikadi kali ya amino asidi (R), sifa zake huamua muundo wa protini.
Hata kama muundo wa molekuli za protini ni sawa, zinaweza kutofautiana katika sifa tu kutokana na ukweli kwamba monoma zao zina mfuatano tofauti katika mnyororo. Mpangilio wa asidi ya amino katika protini imedhamiriwa na jeni na inaamuru kazi fulani za kibiolojia kwa protini. Mlolongo wa monoma katika molekuli zinazohusika na kazi sawa mara nyingi huwa karibu katika aina tofauti. Molekuli kama hizo - sawa au sawa katika shirika na kufanya kazi sawa katika aina tofauti za viumbe - ni protini za homologous. Muundo, sifa na kazi za molekuli za siku zijazo zimewekwa tayari katika hatua ya usanisi wa mnyororo wa asidi ya amino.
Baadhi ya vipengele vya kawaida
Muundo wa protini umechunguzwa kwa muda mrefu, na uchanganuzi wa muundo wao msingi ulituruhusu kufanya jumla fulani. Protini nyingi zina sifa ya uwepo wa asidi zote ishirini za amino, ambazo kuna glycine nyingi, alanine, asidi ya aspartic, glutamine na tryptophan kidogo, arginine, methionine,histidine. Mbali pekee ni makundi fulani ya protini, kwa mfano, histones. Zinahitajika kwa ajili ya ufungashaji wa DNA na zina histidine nyingi.
Ujumla wa pili: katika protini za globular hakuna mifumo ya jumla katika ubadilishanaji wa asidi ya amino. Lakini hata polipeptidi ambazo ziko mbali katika shughuli za kibiolojia zina vipande vidogo vinavyofanana vya molekuli.
Muundo wa pili
Ngazi ya pili ya mpangilio wa polipeptidi ni mpangilio wake wa anga, ambao unaauniwa na vifungo vya hidrojeni. Tenga α-hesi na β-fold. Sehemu ya mnyororo haina muundo ulioagizwa, kanda kama hizo huitwa amofasi.
Alpha helix ya protini zote asili iko mkono wa kulia. Radikali za upande wa asidi ya amino kwenye helix daima hutazama nje na ziko kwenye pande tofauti za mhimili wake. Ikiwa si za polar, zimepangwa kwenye upande mmoja wa ond, na kusababisha tao zinazounda hali ya muunganisho wa sehemu tofauti za ond.
Mikunjo ya Beta - ond zilizorefushwa sana - huwa ziko kando kando katika molekuli ya protini na kuunda tabaka β-pleated sambamba na zisizo sambamba.
Muundo wa juu wa protini
Ngazi ya tatu ya mpangilio wa molekuli ya protini ni mkunjo wa ond, mikunjo na sehemu za amofasi kuwa muundo wa kushikana. Hii ni kwa sababu ya mwingiliano wa itikadi kali za upande wa monoma na kila mmoja. Viunganisho kama hivyo vimegawanywa katika aina kadhaa:
- vifungo vya hidrojeni huunda kati ya itikadi kali za polar;
- hidrofobi- kati ya vikundi vya R visivyo vya polar;
- nguvu za umemetuamo za kivutio (bondi za ionic) - kati ya vikundi ambavyo chaji zao ni kinyume;
- madaraja ya disulfide kati ya radicals ya cysteine.
Aina ya mwisho ya dhamana (–S=S-) ni mwingiliano wa ushirikiano. Madaraja ya disulfide huimarisha protini, muundo wao unakuwa wa kudumu zaidi. Lakini uhusiano kama huo hauhitajiki. Kwa mfano, kunaweza kuwa na cysteine kidogo sana katika mnyororo wa polipeptidi, au radicals zake ziko karibu na haziwezi kuunda "daraja".
Ngazi ya nne ya shirika
Si protini zote zinaunda muundo wa quaternary. Muundo wa protini katika ngazi ya nne imedhamiriwa na idadi ya minyororo ya polypeptide (protomers). Wameunganishwa na vifungo sawa na kiwango cha awali cha shirika, isipokuwa kwa madaraja ya disulfide. Molekuli ina protoma kadhaa, ambayo kila moja ina muundo wake maalum (au unaofanana) wa elimu ya juu.
Viwango vyote vya shirika huamua utendakazi ambao protini zitakazotokana zitafanya. Muundo wa protini katika kiwango cha kwanza cha mpangilio huamua kwa usahihi sana jukumu lao la baadae katika seli na mwili kwa ujumla.
Kazi za Protini
Ni vigumu hata kufikiria jinsi jukumu la protini katika shughuli za seli ni muhimu. Hapo juu, tulichunguza muundo wao. Utendaji wa protini hutegemea moja kwa moja.
Hufanya kazi ya jengo (muundo), huunda msingi wa saitoplazimu ya seli yoyote hai. Polima hizi ni nyenzo kuu ya membrane zote za seli wakatiimechanganywa na lipids. Hii pia inajumuisha mgawanyiko wa seli katika sehemu, ambayo kila moja ina athari zake. Ukweli ni kwamba kila tata ya michakato ya seli inahitaji hali yake mwenyewe, hasa pH ya kati ina jukumu muhimu. Protini huunda sehemu nyembamba ambazo hugawanya seli katika kinachojulikana kama sehemu. Na jambo lenyewe linaitwa compartmentalization.
Jukumu la kichocheo ni kudhibiti miitikio yote ya seli. Vimeng'enya vyote vina asili ya protini rahisi au changamano.
Aina yoyote ya harakati za viumbe (kazi ya misuli, kusogea kwa protoplasm kwenye seli, kumeta kwa cilia kwenye protozoa, n.k.) hufanywa na protini. Muundo wa protini huziruhusu kusonga, kuunda nyuzi na pete.
Jukumu la usafiri ni kwamba vitu vingi husafirishwa kupitia utando wa seli na protini maalum za mtoa huduma.
Jukumu la homoni la polima hizi linaonekana wazi mara moja: idadi ya homoni ni protini katika muundo, kwa mfano, insulini, oxytocin.
Utendaji wa vipuri hubainishwa na ukweli kwamba protini zinaweza kuunda amana. Kwa mfano, valgumin ya yai, casein ya maziwa, protini za mbegu - huhifadhi kiasi kikubwa cha virutubisho.
Kano zote, viungio vya articular, mifupa ya kiunzi, kwato huundwa na protini, ambayo hutuleta kwenye utendaji wao unaofuata - kusaidia.
Molekuli za protini ni vipokezi, vinavyotekeleza utambuzi maalum wa dutu fulani. Katika jukumu hili, glycoproteini na lectini hujulikana hasa.
Muhimu zaidisababu za kinga - kingamwili na mfumo unaosaidia kwa asili ni protini. Kwa mfano, mchakato wa kuchanganya damu unategemea mabadiliko katika protini ya fibrinogen. Kuta za ndani za umio na tumbo zimewekwa na safu ya kinga ya protini za mucous - licins. Sumu pia ni asili ya protini. Msingi wa ngozi ambayo inalinda mwili wa wanyama ni collagen. Utendaji hizi zote za protini ni kinga.
Vema, chaguo la mwisho la kukokotoa ni la udhibiti. Kuna protini zinazodhibiti kazi ya jenomu. Yaani, wanadhibiti unukuzi na tafsiri.
Haijalishi jinsi jukumu la protini ni muhimu, muundo wa protini umefumbuliwa na wanasayansi kwa muda mrefu. Na sasa wanagundua njia mpya za kutumia maarifa haya.
