Proteíny sú vysokomolekulárne organické látky, ktoré pozostávajú z alfa-aminokyselín, ktoré sú spojené peptidovou väzbou do jedného reťazca. Ich hlavná funkcia je regulačná. A o tom, čo a ako sa prejavuje, teraz je potrebné povedať podrobne.
Popis procesu
Proteíny majú schopnosť prijímať a prenášať informácie. S tým je spojená ich implementácia regulácie procesov prebiehajúcich v bunkách a v celom tele ako celku.
Tento účinok je reverzibilný a zvyčajne vyžaduje prítomnosť ligandu. Toto je zasa názov chemickej zlúčeniny, ktorá tvorí komplex s biomolekulami a následne vyvoláva určité účinky (farmakologické, fyziologické alebo biochemické).
Je zaujímavé, že vedci pravidelne objavujú nové regulačné proteíny. Predpokladá sa, že dnes je známa len malá časť z nich.
Proteíny, ktoré plnia regulačnú funkciu, sa delia na odrody. A každý z nich stojí za to hovoriť osobitne.
Funkčnéklasifikácia
Je dosť konvenčná. Koniec koncov, jeden hormón môže vykonávať rôzne úlohy. Ale vo všeobecnosti regulačná funkcia zabezpečuje pohyb bunky počas jej cyklu, ďalšiu transkripciu, transláciu, zostrih a aktivitu iných proteínových zlúčenín.
Všetko sa to deje v dôsledku väzby na iné molekuly alebo v dôsledku enzymatického pôsobenia. Mimochodom, tieto látky zohrávajú veľmi dôležitú úlohu. Enzýmy, ako zložité molekuly, totiž urýchľujú chemické reakcie v živom organizme. A niektoré z nich inhibujú aktivitu iných bielkovín.
Teraz môžete prejsť k štúdiu klasifikácie druhov.
Proteíny-hormóny
Ovplyvňujú rôzne fyziologické procesy a priamo metabolizmus. Proteínové hormóny sa tvoria v žľazách s vnútornou sekréciou, potom sú prenášané krvou, aby odovzdali informačný signál.
Šíria sa náhodne. Pôsobia však výlučne na tie bunky, ktoré majú špecifické receptorové proteíny. Kontaktovať ich môžu iba hormóny.
Spravidla sú pomalé procesy regulované hormónmi. Patrí medzi ne vývoj tela a rast jednotlivých tkanív. Ale aj tu existujú výnimky.
Toto je adrenalín – derivát aminokyselín, hlavného hormónu drene nadobličiek. Jeho uvoľnenie vyvoláva pôsobenie nervového impulzu. Srdcová frekvencia sa zvyšuje, krvný tlak stúpa a objavujú sa ďalšie reakcie. Ovplyvňuje aj pečeň – vyvoláva rozklad glykogénu. V dôsledku toho sa glukóza uvoľňuje do krvi a mozgusvaly ho využívajú ako zdroj energie.
Receptorové proteíny
Majú aj regulačnú funkciu. Ľudské telo je v skutočnosti zložitý systém, ktorý neustále prijíma signály z vonkajšieho aj vnútorného prostredia. Tento princíp sa pozoruje aj pri práci buniek, ktoré ho tvoria.
Takže napríklad proteíny membránových receptorov prenášajú signál z povrchu štrukturálnej elementárnej jednotky dovnútra a súčasne ju transformujú. Regulujú bunkové funkcie väzbou na ligand umiestnený na receptore na vonkajšej strane bunky. Čo sa stane na konci? Vo vnútri bunky sa aktivuje ďalší proteín.
Za zmienku stojí jedna dôležitá nuansa. Prevažná väčšina hormónov ovplyvňuje bunku len vtedy, ak je na jej membráne určitý receptor. Môže to byť glykoproteín alebo iný proteín.
Dá sa uviesť príklad – β2-adrenergný receptor. Nachádza sa na membráne pečeňových buniek. Ak dôjde k stresu, potom sa naň naviaže molekula adrenalínu, v dôsledku čoho sa aktivuje β2-adrenergný receptor. Čo sa stane ďalej? Už aktivovaný receptor aktivuje G-proteín, ktorý ďalej pripája GTP. Po mnohých medzikrokoch nastáva fosforolýza glykogénu.
Aký je záver? Receptor vykonal prvú signalizačnú akciu, ktorá viedla k rozkladu glykogénu. Ukazuje sa, že bez nej by následné reakcie prebiehajúce vo vnútri bunky nenastali.
Proteíny regulujúce transkripciu
Ešte jedentéma, ktorej sa treba venovať. V biológii existuje pojem transkripčný faktor. Tak sa nazývajú bielkoviny, ktoré majú aj regulačnú funkciu. Spočíva v riadení procesu syntézy mRNA na templáte DNA. Toto sa nazýva transkripcia – prenos genetickej informácie.
Čo možno povedať o tomto faktore? Proteín vykonáva regulačnú funkciu buď samostatne alebo v spojení s inými prvkami. Výsledkom je zníženie alebo zvýšenie väzbovej konštanty RNA polymerázy na regulované génové sekvencie.
Trankripčné faktory majú definujúcu vlastnosť – prítomnosť jednej alebo viacerých domén DNA, ktoré interagujú so špecifickými oblasťami DNA. Toto je dôležité vedieť. Ostatným proteínom, ktoré sa tiež podieľajú na regulácii génovej expresie, totiž chýbajú domény DNA. To znamená, že ich nemožno klasifikovať ako transkripčné faktory.
Proteínkinázy
Keď hovoríme o tom, aké prvky plnia v bunkách regulačnú funkciu, je potrebné venovať pozornosť týmto látkam. Proteínkinázy sú enzýmy, ktoré modifikujú iné proteíny fosforyláciou aminokyselinových zvyškov s hydroxylovými skupinami v kompozícii (sú to tyrozín, treonín a serín).
Čo je to za proces? Fosforylácia zvyčajne mení alebo upravuje funkciu substrátu. Aktivita enzýmu sa, mimochodom, môže tiež meniť, ako aj poloha proteínu v samotnej bunke. Zaujímavý fakt! Odhaduje sa, že asi 30% bielkovín môžebyť modifikovaný proteínkinázami.
A ich chemickú aktivitu možno vysledovať v odštiepení fosfátovej skupiny od ATP a ďalšom kovalentnom naviazaní na zvyšok akejkoľvek aminokyseliny. Proteínkinázy teda majú silný vplyv na bunkovú životnú aktivitu. Ak je ich práca narušená, môžu sa vyvinúť rôzne patológie, dokonca aj niektoré typy rakoviny.
Proteínová fosfatáza
Pokračujúc v štúdiu vlastností a príkladov regulačnej funkcie, mali by sme venovať pozornosť týmto proteínom. Účinok proteínových fosfatáz je eliminácia fosfátových skupín.
Čo to znamená? Jednoducho povedané, tieto prvky vykonávajú defosforyláciu, proces, ktorý je opakom toho, ktorý nastáva v dôsledku pôsobenia proteínkináz.
Regulácia spájania
Ani ju nemôžete ignorovať. Zostrih je proces, pri ktorom sa z molekúl RNA odstránia určité nukleotidové sekvencie a potom sa spoja sekvencie, ktoré sú zachované v „zrelej“molekule.
Ako to súvisí so študovanou témou? V eukaryotických génoch existujú oblasti, ktoré nekódujú aminokyseliny. Nazývajú sa intróny. Najprv sa počas transkripcie prepisujú do pre-mRNA a potom ich špeciálny enzým vyreže.
Zostrihu sa zúčastňujú iba tie proteíny, ktoré sú enzymaticky aktívne. Iba oni sú schopní poskytnúť požadovanú konformáciu prem-RNA.
Mimochodom, stále existuje koncept alternatívneho spájania. Je to veľmi zaujímavéproces. Proteíny, ktoré sú v ňom zahrnuté, zabraňujú vyrezaniu niektorých intrónov, no zároveň prispievajú k odstráneniu iných.
Sacharidový metabolizmus
Regulačnú funkciu v tele vykonávajú mnohé orgány, systémy a tkanivá. Ale keďže hovoríme o bielkovinách, potom stojí za reč aj úloha sacharidov, ktoré sú tiež dôležitými organickými zlúčeninami.
Toto je veľmi podrobná téma. Metabolizmus sacharidov ako celok je obrovské množstvo enzymatických reakcií. A jednou z možností jeho regulácie je transformácia aktivity enzýmov. Dosahuje sa vďaka funkčným molekulám konkrétneho enzýmu. Alebo ako výsledok biosyntézy nových.
Dá sa povedať, že regulačná funkcia sacharidov je založená na princípe spätnej väzby. Po prvé, nadbytok substrátu, ktorý vstupuje do bunky, vyvoláva syntézu nových molekúl enzýmov a potom je ich biosyntéza inhibovaná (koniec koncov, presne k tomu vedie akumulácia metabolických produktov).
Regulácia metabolizmu tukov
Posledné slovo o tom. Keďže išlo o bielkoviny a sacharidy, treba spomenúť aj tuky.
Proces ich metabolizmu úzko súvisí s metabolizmom sacharidov. Ak sa koncentrácia glukózy v krvi zvýši, potom sa rozpad triglyceridov (tukov) zníži, v dôsledku čoho sa aktivuje ich syntéza. Zníženie jeho množstva má naopak inhibičný účinok. Výsledkom je zlepšenie a zrýchlenie odbúravania tukov.
Z toho všetkého vyplýva jednoduchý a logický záver. Vzťah medzi sacharidmi ametabolizmus tukov je zameraný len na jednu vec – na uspokojenie energetických potrieb tela.
