البروتينات عبارة عن مواد عضوية جزيئية عالية تتكون من أحماض ألفا أمينية متصلة بواسطة رابطة ببتيدية في سلسلة واحدة. وظيفتهم الرئيسية تنظيمية. وحول ماذا وكيف يتجلى ، من الضروري الآن أن نحكي بالتفصيل.
وصف العملية
البروتينات لديها القدرة على استقبال ونقل المعلومات. بهذا ، يرتبط تنفيذها لتنظيم العمليات التي تحدث في الخلايا وفي جميع أنحاء الجسم ككل.
هذا الإجراء قابل للعكس وعادة ما يتطلب وجود يجند. هذا ، بدوره ، هو اسم مركب كيميائي يشكل معقدًا مع جزيئات حيوية وينتج لاحقًا تأثيرات معينة (دوائية أو فسيولوجية أو كيميائية حيوية).
من المثير للاهتمام أن العلماء يكتشفون بانتظام بروتينات تنظيمية جديدة. يُفترض أن جزءًا صغيرًا منهم فقط معروف اليوم.
تنقسم البروتينات التي تؤدي وظيفة تنظيمية إلى أصناف. وكل واحد منهم يستحق الحديث عنه على حدة
وظيفيةالتصنيف
إنها تقليدية جدًا. بعد كل شيء ، يمكن لهرمون واحد أداء مجموعة متنوعة من المهام. ولكن بشكل عام ، تضمن الوظيفة التنظيمية حركة الخلية خلال دورتها ، والنسخ الإضافي ، والترجمة ، والربط ، ونشاط مركبات البروتين الأخرى.
يحدث كل هذا بسبب الارتباط بجزيئات أخرى أو بسبب العمل الأنزيمي. بالمناسبة ، تلعب هذه المواد دورًا مهمًا للغاية. بعد كل شيء ، الإنزيمات ، كونها جزيئات معقدة ، تسرع التفاعلات الكيميائية في الكائن الحي. وبعضها يثبط نشاط البروتينات الأخرى.
الآن يمكنك الانتقال إلى دراسة تصنيف الأنواع
بروتينات - هرمونات
أنها تؤثر على العمليات الفسيولوجية المختلفة وبشكل مباشر على التمثيل الغذائي. تتشكل هرمونات البروتين في الغدد الصماء ، وبعد ذلك يحملها الدم لنقل إشارة المعلومات.
ينتشرون بشكل عشوائي. ومع ذلك ، فإنها تعمل حصريًا على تلك الخلايا التي تحتوي على بروتينات مستقبلات معينة. فقط الهرمونات يمكنها الاتصال بهم
كقاعدة عامة ، يتم تنظيم العمليات البطيئة بواسطة الهرمونات. وتشمل هذه تطور الجسم ونمو الأنسجة الفردية. لكن حتى هنا توجد استثناءات.
هذا هو الأدرينالين - مشتق من الأحماض الأمينية ، الهرمون الرئيسي في النخاع الكظرية. إطلاقه يثير عمل النبضات العصبية. يزيد معدل ضربات القلب ، ويرتفع ضغط الدم ، وتحدث استجابات أخرى. كما أنه يؤثر على الكبد - ويؤدي إلى تحلل الجليكوجين. نتيجة لذلك ، يتم إطلاق الجلوكوز في الدم والدماغمع العضلات تستخدمه كمصدر للطاقة.
مستقبلات البروتينات
لديهم أيضًا وظيفة تنظيمية. في الواقع ، جسم الإنسان هو نظام معقد يتلقى باستمرار إشارات من البيئة الخارجية والداخلية. لوحظ هذا المبدأ أيضًا في عمل الخلايا المكونة له.
لذلك ، على سبيل المثال ، تنقل بروتينات مستقبلات الغشاء إشارة من سطح وحدة أولية هيكلية إلى الداخل ، وتحولها في نفس الوقت. ينظمون الوظائف الخلوية من خلال الارتباط بـ ligand الموجود على مستقبل على السطح الخارجي للخلية. ما يحدث في نهاية المطاف؟ يتم تنشيط بروتين آخر داخل الخلية.
تجدر الإشارة إلى فارق بسيط واحد مهم. الغالبية العظمى من الهرمونات تؤثر على الخلية فقط إذا كان هناك مستقبل معين على غشاءها. قد يكون بروتين سكري أو بروتين آخر.
يمكن للمرء أن يعطي مثالا - مستقبل β2 الأدرينالية. يقع على غشاء خلايا الكبد. في حالة حدوث الإجهاد ، يرتبط جزيء الأدرينالين به ، ونتيجة لذلك يتم تنشيط مستقبل β2 الأدرينالين. ماذا حدث بعد ذلك؟ ينشط المستقبل النشط بالفعل بروتين G ، الذي يربط أكثر بـ GTP. بعد العديد من الخطوات الوسيطة ، يحدث تحلل الفسفور الجليكوجين.
ما هو الاستنتاج؟ نفذت المستقبلات أول إجراء للإشارة أدى إلى انهيار الجليكوجين. اتضح أنه بدونها ، لم تكن التفاعلات اللاحقة التي تحدث داخل الخلية لتحدث.
بروتينات منظم النسخ
واحد آخرالموضوع الذي يحتاج إلى معالجة. في علم الأحياء ، هناك مفهوم عامل النسخ. هذا هو اسم البروتينات التي لها أيضًا وظيفة تنظيمية. وهو يتألف من التحكم في عملية تخليق الرنا المرسال على قالب الحمض النووي. هذا يسمى النسخ - نقل المعلومات الجينية.
ماذا يمكن أن يقال عن هذا العامل؟ يؤدي البروتين وظيفة تنظيمية إما بشكل مستقل أو بالاشتراك مع عناصر أخرى. والنتيجة هي انخفاض أو زيادة في ثابت الربط لبوليميراز الحمض النووي الريبي لتسلسلات الجينات المنظمة.
لعوامل النسخ سمة مميزة - وجود واحد أو أكثر من مجالات الحمض النووي التي تتفاعل مع مناطق DNA معينة. وهذا هو المهم أن نعرف. بعد كل شيء ، البروتينات الأخرى التي تشارك أيضًا في تنظيم التعبير الجيني تفتقر إلى مجالات الحمض النووي. هذا يعني أنه لا يمكن تصنيفها كعوامل نسخ.
كينازات البروتين
عند الحديث عن العناصر التي تؤدي وظيفة تنظيمية في الخلايا ، من الضروري الانتباه إلى هذه المواد. كينازات البروتين عبارة عن إنزيمات تقوم بتعديل البروتينات الأخرى عن طريق فسفرة بقايا الأحماض الأمينية مع مجموعات الهيدروكسيل في التركيبة (وهي التيروزين والثريونين والسيرين).
ما هي هذه العملية؟ عادة ما تغير الفسفرة أو تعدل وظيفة الركيزة. بالمناسبة ، يمكن أن يتغير نشاط الإنزيم أيضًا ، وكذلك موضع البروتين في الخلية نفسها. حقيقة مثيرة للاهتمام! يقدر أن حوالي 30 ٪ من البروتينات يمكن أن تفعل ذلكيمكن تعديله بواسطة بروتين كينيز.
ويمكن تتبع نشاطها الكيميائي في انقسام مجموعة الفوسفات من ATP والارتباط التساهمي الإضافي لبقية أي حمض أميني. وبالتالي ، فإن كينازات البروتين لها تأثير قوي على النشاط الحيوي الخلوي. إذا تعطل عملهم ، يمكن أن تتطور أمراض مختلفة ، حتى بعض أنواع السرطان.
بروتين فوسفاتيز
الاستمرار في دراسة ميزات وأمثلة الوظيفة التنظيمية ، يجب الانتباه إلى هذه البروتينات. الإجراء الذي يقوم به البروتين الفوسفاتيز هو القضاء على مجموعات الفوسفات.
ماذا يعني هذا؟ بعبارات بسيطة ، تؤدي هذه العناصر عملية إزالة الفسفرة ، وهي عملية عكس ما يحدث نتيجة لعمل كينازات البروتين.
تنظيم الربط
لا يمكنك تجاهلها أيضًا. الربط هو عملية يتم فيها إزالة تسلسلات معينة من النوكليوتيدات من جزيئات الحمض النووي الريبي ، ثم يتم ضم التسلسلات المحفوظة في الجزيء "الناضج".
ما علاقته بالموضوع قيد الدراسة؟ داخل الجينات حقيقية النواة ، هناك مناطق لا ترمز للأحماض الأمينية. يطلق عليهم إنترونات. أولاً ، يتم نسخها إلى pre-mRNA أثناء النسخ ، وبعد ذلك يقطعها إنزيم خاص.
فقط تلك البروتينات النشطة إنزيميًا تشارك في التضفير. فقط هم قادرون على إعطاء التشكل المطلوب لـ prem-RNA.
بالمناسبة ، لا يزال هناك مفهوم الربط البديل. انه مشوق جدامعالجة. تمنع البروتينات المتضمنة فيه استئصال بعض الإنترونات ، لكنها في نفس الوقت تساهم في إزالة البعض الآخر.
التمثيل الغذائي للكربوهيدرات
يتم تنفيذ الوظيفة التنظيمية في الجسم عن طريق العديد من الأجهزة والأنظمة والأنسجة. ولكن نظرًا لأننا نتحدث عن البروتينات ، فإن دور الكربوهيدرات ، وهي أيضًا مركبات عضوية مهمة ، يستحق أيضًا الحديث عنه.
هذا موضوع مفصل للغاية. التمثيل الغذائي للكربوهيدرات ككل هو عدد كبير من التفاعلات الأنزيمية. وأحد احتمالات تنظيمه هو تحويل نشاط الإنزيم. يتم تحقيقه بسبب الجزيئات العاملة من إنزيم معين. أو نتيجة التخليق الحيوي لأخرى جديدة.
يمكن القول أن الوظيفة التنظيمية للكربوهيدرات تعتمد على مبدأ التغذية الراجعة. أولاً ، تؤدي الزيادة في الركيزة التي تدخل الخلية إلى تخليق جزيئات إنزيم جديدة ، ثم يتم تثبيط تكوينها الحيوي (بعد كل شيء ، هذا هو بالضبط ما يؤدي إليه تراكم المنتجات الأيضية).
تنظيم التمثيل الغذائي للدهون
كلمة أخيرة حول هذا الموضوع. نظرًا لأن الأمر يتعلق بالبروتينات والكربوهيدرات ، فيجب أيضًا ذكر الدهون.
ترتبط عملية التمثيل الغذائي ارتباطًا وثيقًا بعملية التمثيل الغذائي للكربوهيدرات. إذا ارتفع تركيز الجلوكوز في الدم ، فإن انهيار الدهون الثلاثية (الدهون) ينخفض ، ونتيجة لذلك يتم تنشيط تركيبها. على العكس من ذلك ، فإن تقليل كميتها له تأثير مثبط. نتيجة لذلك ، يتم تحسين وتسريع تكسير الدهون.
من كل هذا يتبع استنتاج بسيط ومنطقي. العلاقة بين الكربوهيدرات ويستهدف التمثيل الغذائي للدهون شيئًا واحدًا فقط - لتلبية احتياجات الطاقة التي يعاني منها الجسم.
