Функції білків в клітині, біологія

Білки або протеїни (що в перекладі з грецького означає "перші" або "найважливіші"), кількісно переважають над усіма іншими макромолекулами, присутніми в живій клітині, і складають більше половини сухого ваги більшості організмів.

Білки служать тими інструментами, за допомогою яких генетична інформація отримує своє реальне втілення. Відповідно до того, що в клітинному ядрі містяться тисячі генів, кожен з яких визначає якийсь один характерна ознака живого організму, в клітці існують тисячі білків і кожен з них виконує специфічну функцію.

Самий різноманітний і найбільш високоспеціалізований клас білків, що виконує найважливішу біологічну функцію - створення точно і гнучко координованої системи цілеспрямованих взаємозалежних хімічних реакцій, в результаті спільного протікання яких виникає "життя" - це ферменти. функцією яких є керований каталіз великого числа хімічних реакцій, в яких беруть участь як низько-. так і високомолекулярні субстрати.

1) Каталітична (ферментативна) функція:

Численні біохімічні реакції в живих організмах протікають в м'яких умовах при температурах, близьких до 40 градусів С, і значеннях рН близьких до нейтральних. У цих умовах швидкості перебігу більшості реакцій мізерно малі, тому для їх прийнятного здійснення необхідні спеціальні біологічні каталізатори - ферменти.

2) Транспортна функція білків:

Всередину клітини повинні надходити численні речовини, що забезпечують її будівельним матеріалом і енергією. У той же час всі біологічні мембрани побудовані за єдиним принципом - подвійний шар ліпідів, в який занурені різні білки, причому гідрофільні ділянки макромолекул зосереджені на поверхні мембран, а гідрофобні "хвости" - в товщі мембрани. Така структура непроникна для таких важливих компонентів, як цукру, амінокислоти, іони лужних металів. Їх проникнення всередину клітини здійснюється за допомогою спеціальних транспортних білків, вмонтованих в мембрану клітин.

3) Рецепторная функція:

Велике значення, особливо для функціонування багатоклітинних організмів, мають білки-рецептори, вмонтовані в плазматичну мембрану клітин і службовці для сприйняття і перетворення різних сигналів, що надходять в клітину, як від навколишнього середовища, так і від інших клітин. В якості найбільш досліджених можна привести рецептори ацетилхоліну, що знаходяться на мембрані клітин в ряді міжнейронних контактів, в тому числі в корі головного мозку, і у нервово-м'язових з'єднань.

Захисні білки виконують функцію захисту організму від вторгнення інших організмів або запобігання його від пошкоджень. Цю функцію виконують імуноглобуліни (або антитіла), які утворюються у хребетних, що мають здатність розпізнавати чужорідні клітини, - проникли в організм бактерії або віруси або клітини самого організму, перероджені в ракові, - а також чужорідні для організму білки, і міцно зв'язуватися з ними.

5) Структурна функція:

Поряд з білками, які виконують тонкі високоспеціалізовані функції, існують білки, що мають в основному структурне значення. Вони забезпечують механічну міцність та інші механічні властивості окремих тканин живих організмів. В першу чергу це колаген - основний білковий компонент позаклітинного матриксу сполучної тканини.

6) Рухові білки:

М'язове скорочення є процесом, в ході якого відбувається перетворення хімічної енергії, запасеної у вигляді макроергічних пірофосфатних зв'язків в молекулах АТФ, в механічну роботу. Безпосередніми учасниками процесу скорочення є два білки - актин і міозин.

Велику і надзвичайно важливу в практичному відношенні групу природних органічних сполук становлять антибіотики - речовини мікробного походження, що виділяються спеціальними видами мікроорганізмів і пригнічують ріст інших, конкуруючих мікроорганізмів.

Ряд живих організмів в якості захисту від потенційних ворогів виробляють сильно отруйні речовини - токсини. Багато з них є білками, проте, зустрічаються серед них і складні низькомолекулярні органічні молекули.

Є багато інших білків, функції яких унікальні, що ускладнює їх класифікацію.