Baltymai yra būtina organinė medžiagakurių kiekis vyrauja virš visų kitų makromolekulių, esančių gyvoje ląstelėje. Jie sudaro daugiau nei pusę augalų ir gyvūnų organizmų sausosios medžiagos svorio. Baltymų funkcijos ląstelėje yra įvairios, kai kurie iš jų vis dar nežinomi mokslui. Tačiau vis dėlto pagrindinės jų „darbo“ kryptys yra gerai ištirtos. Kai kurie jų yra reikalingi ląstelėse ir audiniuose vykstantiems procesams stimuliuoti. Kiti perneša svarbius mineralinius junginius per ląstelės membraną ir kraujagysles iš vieno organo į kitą. Kai kurie apsaugo organizmą nuo svetimų dažnai sukėlėjų. Viena aišku - be baltymų mūsų organizme vyksta ne vienas procesas.
Baltymų funkcijos organizme yra įvairios.Kiekviena grupė turi specifinę cheminę struktūrą, atlieka vieną specializuotą „darbą“. Kai kuriais atvejais kelių rūšių baltymai yra sujungti. Jie yra atsakingi už skirtingus vieno proceso etapus. Arba jie veikia kelis iš karto. Pavyzdžiui, baltymų reguliavimo funkciją atlieka fermentai ir hormonai. Šį reiškinį galima įsivaizduoti prisimenant hormoną adrenaliną. Jį gamina antinksčių žievė. Patekęs į kraujagysles, padidėja deguonies kiekis kraujyje. Pakyla kraujospūdis, padidėja cukraus kiekis. Tai stimuliuoja medžiagų apykaitos procesus. Adrenalinas taip pat yra žuvų, varliagyvių ir roplių nervų sistemos tarpininkas.
Daugybė tekančių gyvenimo ląsteliųorganizmų biocheminės reakcijos vyksta aukštoje temperatūroje ir esant neutraliai pH vertei. Tokiomis sąlygomis jų pravažiavimo greitis yra per mažas, todėl reikia specializuotų katalizatorių, vadinamų fermentais. Visa jų įvairovė sujungta į 6 klases, kurios skiriasi veiksmo specifiškumu. Fermentai sintetinami ribosomose ląstelėse. Enzimologija juos tiria.
Be abejo, be fermentų reguliavimobaltymų funkcija. Jie pasižymi dideliu veiksmų selektyvumu. Jų aktyvumą gali reguliuoti inhibitoriai ir aktyvatoriai. Be to, fermentai paprastai pasižymi specifiškumu substratams. Fermentinis aktyvumas taip pat priklauso nuo sąlygų kūne ir ypač ląstelėse. Jų eigai įtakos turi slėgis, rūgšties pH, temperatūra, tirpalo joninis stipris, tai yra druskų koncentracija citoplazmoje.
Būtinaskūno mineralinių ir organinių medžiagų. Jie reikalingi kaip statybinės medžiagos ir energijos šaltiniai ląstelėse. Tačiau jų gavimo mechanizmas yra gana sudėtingas. Ląstelių membranas sudaro ne tik baltymai. Biologinės membranos yra pastatytos dvigubo lipidų sluoksnio principu. Tarp jų yra statomi įvairūs baltymai. Labai svarbu, kad hidrofilinės vietos būtų membranos paviršiuje, o jos storis - hidrofobinis. Taigi tokia konstrukcija daro apvalkalą nepralaidų. Tokie svarbūs komponentai kaip cukrus, metolio jonai ir aminorūgštys negali patys praeiti pro jį be „pagalbos“. Specializuoti baltymai per citoplazminę membraną yra gabenami į citoplazmą, kuri yra sumontuota lipidų sluoksniuose.
Tačiau baltymų transportavimo funkcija nėratik tarp tarpląstelinės medžiagos ir ląstelės. Kai kurios fiziologiniams procesams svarbios medžiagos turi būti tiekiamos iš vieno organo į kitą. Pavyzdžiui, kraują transportuojantis baltymas yra serumo albuminas. Jam suteiktas išskirtinis sugebėjimas sudaryti junginius su riebalų rūgštimis, kurios atsiranda riebalų virškinimo metu, su vaistais, taip pat su steroidiniais hormonais. Svarbūs nešantys baltymai yra hemoglobinas (tiekiantis deguonies molekules), transferinas (derinamas su geležies jonais) ir ceruplazminas (sudaro kompleksus su variu).
Didelę reikšmę atliekant fiziologiniusprocesai daugialąsčiuose kompleksiniuose organizmuose turi baltymus receptorius. Jie yra sumontuoti plazminėje membranoje. Jie naudojami įvairių rūšių signalų, kurie nepertraukiamo srauto metu patenka į ląsteles ne tik iš kaimyninių audinių, bet ir iš išorinės aplinkos, suvokimui ir dekodavimui. Šiuo metu bene labiausiai ištirtas baltymas receptorius yra acetilcholinas. Jis yra daugybėje ląstelių membranos internetinių kontaktų.
Bet baltymų signalinė funkcija nevykdomatik kamerų viduje. Daugelis hormonų jungiasi prie specifinių receptorių, esančių ant jų paviršiaus. Toks susiformavęs ryšys yra signalas, kuris aktyvina fiziologinius procesus ląstelėse. Tokių baltymų pavyzdys yra insulinas, veikiantis adenilato ciklazės sistemoje.
Baltymų funkcijos ląstelėje yra skirtingos.Kai kurie iš jų dalyvauja imuniniuose atsakuose. Tai apsaugo organizmą nuo infekcijų. Imuninė sistema sugeba reaguoti į nustatytus svetimus agentus, sintetindama didžiulį kiekį limfocitų. Šios medžiagos gali selektyviai pažeisti šias medžiagas, jos gali būti svetimos organizmui, pavyzdžiui, bakterijos, viršmolekulinės dalelės arba gali būti vėžinės ląstelės.
Gamina viena iš grupių - „beta“ - limfocitaibaltymai, patekę į kraują. Jie atlieka labai įdomią funkciją. Šie baltymai turi atpažinti svetimas ląsteles ir makromolekules. Tada jie sujungia su jais ir sudaro kompleksą, kurį reikia sunaikinti. Šie baltymai vadinami imunoglobulinais. Patys svetimi komponentai yra antigenai. Juos atitinkantys imunoglobulinai yra antikūnai.
Be labai specializuoto kūno,yra ir struktūrinių baltymų. Jie yra būtini mechaniniam stiprumui užtikrinti. Šios baltymų funkcijos ląstelėje yra svarbios palaikant formą ir išlaikant jauną kūną. Garsiausias yra kolagenas. Tai pagrindinis jungiamųjų audinių tarpląstelinės matricos baltymas. Aukštesniuose žinduoliuose jis yra iki 1/4 visos baltymų masės. Kolagenas sintetinamas fibroblastuose, kurie yra pagrindinės jungiamojo audinio ląstelės.
Tokios baltymų funkcijos ląstelėje turi didžiulįvertė. Be kolageno, žinomas dar vienas struktūrinis baltymas - elastinas. Tai taip pat yra tarpląstelinės matricos sudedamoji dalis. Elastinas gali apdovanoti audinius sugebėjimu pasitempti tam tikrose ribose ir lengvai grąžinti savo pradinę formą. Kitas struktūrinio baltymo pavyzdys yra fibroinas, kurio yra šilkaverpių vikšruose. Tai yra pagrindinis šilko siūlų komponentas.
Baltymų vaidmens ląstelėje negalima pervertinti.Jie taip pat dalyvauja raumenų darbe. Raumenų susitraukimas yra svarbus fiziologinis procesas. Dėl to makromolekulių pavidalu saugoma ATP virsta chemine energija. Tiesioginiai proceso dalyviai yra du baltymai - aktinas ir miozinas.
Šie motoriniai baltymai yragijinės molekulės, kurios veikia skeleto raumenų susitraukimo sistemoje. Jie taip pat yra ne raumenų eukariotinių ląstelių audiniuose. Kitas variklio baltymų pavyzdys yra tubulinas. Iš jo yra pastatyti mikrovamzdeliai, kurie yra svarbus flagelos ir blakstienų elementas. Taip pat mikrovamzdeliai, kuriuose yra tubulino, yra gyvūnų nervinio audinio ląstelėse.
Baltymai ląstelėje vaidina didžiulį vaidmenį.Iš dalies jis priskiriamas grupei, kuri paprastai vadinama antibiotikais. Tai yra natūralios kilmės medžiagos, kurios paprastai sintetinamos bakterijose, mikroskopiniuose grybuose ir kituose mikroorganizmuose. Jie skirti slopinti kitų konkuruojančių organizmų fiziologinius procesus. Baltyminės kilmės antibiotikai buvo aptikti 40-aisiais. Jie sukėlė perversmą medicinoje, suteikdami jai galingą impulsą plėtrai.
Pagal savo cheminę prigimtį antibiotikai yra labaiįvairialypė grupė. Jie taip pat skiriasi savo veikimo mechanizmu. Kai kurie trukdo baltymų sintezei ląstelių viduje, antrieji blokuoja svarbių fermentų gamybą, treti slopina augimą, o ketvirtieji - dauginimąsi. Pavyzdžiui, gerai žinomas streptomicinas sąveikauja su bakterijų ląstelių ribosomomis. Taigi baltymų sintezė juose smarkiai sulėtėja. Be to, šie antibiotikai nesąveikauja su eukariotinėmis žmogaus kūno ribosomomis. Tai reiškia, kad šios medžiagos nėra toksiškos aukštesniems žinduoliams.
Tai nėra visos baltymų funkcijos ląstelėje.Antibiotikų lentelė taip pat leidžia jums nustatyti kitus labai specializuotus veiksmus, kuriuos šie specifiniai natūralūs junginiai gali paveikti ne tik bakterijoms. Šiuo metu vykdomi baltymų kilmės antibiotikų tyrimai, kurie, sąveikaudami su DNR, sutrikdo procesus, susijusius su paveldimos informacijos įkūnijimu. Bet kol kas tokios medžiagos naudojamos tik chemoterapijai sergant onkologinėmis ligomis. Tokios antibiotinės medžiagos pavyzdys yra daktinomicinas, kurį sintetina aktinomicetai.
Baltymai ląstelėje atlieka labai funkcijąkonkretus ir net nepaprastas. Nemažai gyvų organizmų gamina toksines medžiagas - toksinus. Pagal savo prigimtį tai yra baltymai ir kompleksiniai mažos molekulinės masės organiniai junginiai. Pavyzdys yra nuodinga grybų blyškių rupūžių minkštimas.
Kai kurie baltymai teikia funkcijągyvūnų ir augalų embrionų mityba. Tokių pavyzdžių yra daug. Baltymų svarba javų sėklų ląstelėje slypi būtent tame. Jie maitins besiformuojantį augalų pumpurą ankstyvosiose jo vystymosi stadijose. Gyvūnų mitybos baltymai yra kiaušinių albuminas ir pieno kazeinas.
Pirmiau pateikti pavyzdžiai yra tik ta dalis, kuri jau yrapakankamai ištirta. Tačiau gamtoje yra daugybė paslapčių. Baltymai daugelio biologinių rūšių ląstelėje yra unikalūs, o šiuo metu juos net sunku klasifikuoti. Pavyzdžiui, monelinas yra baltymas, randamas ir išskiriamas iš Afrikos augalo. Skonis saldus nesukeliant nutukimo ar toksiškumo. Ateityje tai gali būti puikus cukraus pakaitalas. Kitas pavyzdys yra kai kuriose arktinėse žuvyse esantis baltymas, kuris neleidžia kraujui užšalti, veikdamas kaip antifrizas tiesiogine šio palyginimo prasme. Daugelyje vabzdžių sparnų sąnariuose buvo rastas baltymas, vadinamas resilinu, kuris pasižymi unikaliu, beveik idealiu elastingumu. Tai dar ne visi medžiagų, kurias dar reikia ištirti ir klasifikuoti, pavyzdžiai.
