Segons la teoria d'Oparin-Haldane, la vida al nostre planeta es va originar a partir d'una gota coacervat. També era una molècula de proteïna. És a dir, se'n desprèn la conclusió que són aquests compostos químics els que són la base de tota la vida que existeix avui dia. Però què són les estructures proteiques? Quin paper juguen en el cos i en la vida de les persones avui dia? Quins tipus de proteïnes hi ha? Intentem esbrinar-ho.
Proteïnes: un concepte general
Des del punt de vista de l'estructura química, la molècula de la substància en qüestió és una seqüència d'aminoàcids interconnectats per enllaços peptídics.
Cada aminoàcid té dos grups funcionals:
- carboxílic -COOH;
- grup amino -NH2.
És entre ells que es forma un enllaç en diferents molècules. Així, l'enllaç peptídic té la forma -CO-NH. Una molècula de proteïna pot contenir centenars o milers d'aquests grups, dependrà de la substància específica. Els tipus de proteïnes són molt diversos. Entre ells hi ha els que contenen aminoàcids essencials per a l'organisme, és a dir, s'han d'ingerir amb els aliments. Hi ha varietats que fan funcions importants a la membrana cel·lular iel seu citoplasma. També s'aïllen els catalitzadors biològics: els enzims, que també són molècules de proteïnes. S'utilitzen àmpliament a la vida humana i no només participen en els processos bioquímics dels éssers vius.
El pes molecular dels compostos considerats pot variar des de diverses desenes fins a milions. Després de tot, el nombre d'unitats monòmeres en una cadena polipeptídica gran és il·limitat i depèn del tipus d'una substància concreta. La proteïna en la seva forma pura, en la seva conformació nativa, es pot veure en examinar un ou de gallina cru. Una massa col·loïdal densa, de color groc clar, transparent, dins de la qual es troba el rovell: aquesta és la substància desitjada. El mateix es pot dir del formatge cottage baix en greix. Aquest producte també és proteïna gairebé pura en la seva forma natural.
No obstant això, no tots els compostos considerats tenen la mateixa estructura espacial. En total, es distingeixen quatre organitzacions de la molècula. Els tipus d'estructures de proteïnes determinen les seves propietats i indiquen la complexitat de l'estructura. També se sap que les molècules més entrellaçades espacialment pateixen un processament extensiu en humans i animals.
Tipus d'estructures de proteïnes
N'hi ha quatre en total. Penseu en què és cadascun d'ells.
- Primària. Representa la seqüència lineal habitual d'aminoàcids connectats per enllaços peptídics. No hi ha girs espacials, ni espiralització. El nombre d'enllaços inclosos en el polipèptid pot arribar a diversos milers. Tipus de proteïnes ambestructura similar: glicilalanina, insulina, histones, elastina i altres.
- Secundària. Està format per dues cadenes polipeptídiques que es retorcen en forma d'espiral i s'orienten l'una cap a l' altra mitjançant girs formats. En aquest cas, es formen ponts d'hidrogen entre ells, mantenint-los units. Així és com es forma una sola molècula de proteïna. Els tipus de proteïnes d'aquest tipus són els següents: lisozima, pepsina i altres.
- Conformació terciària. És una estructura secundària densament empaquetada i compactada. Aquí apareixen altres tipus d'interacció, a més dels enllaços d'hidrogen: aquesta és la interacció de van der Waals i les forces d'atracció electrostàtica, el contacte hidròfil-hidrofòbic. Alguns exemples d'estructures són l'albúmina, la fibroïna, la proteïna de la seda i altres.
- Quaternari. L'estructura més complexa, que són diverses cadenes polipeptídiques retorçades en espiral, enrotllades en una bola i unides totes juntes en un glòbul. Exemples com la insulina, la ferritina, l'hemoglobina i el col·lagen il·lustren aquesta conformació proteica.
Si considerem detalladament totes les estructures donades de molècules des d'un punt de vista químic, l'anàlisi trigarà molt de temps. De fet, com més gran sigui la configuració, més complexa i intricada és la seva estructura, més tipus d'interaccions s'observen a la molècula.
Desnaturalització de molècules de proteïnes
Una de les propietats químiques més importants dels polipèptids és la seva capacitat de descompondre's sota la influència de determinades condicions o agents químics. Tan,per exemple, hi ha diferents tipus de desnaturalització de proteïnes. Quin és aquest procés? Consisteix en la destrucció de l'estructura nativa de la proteïna. És a dir, si inicialment la molècula tenia una estructura terciària, després de l'acció d'agents especials es col·lapsarà. No obstant això, la seqüència de residus d'aminoàcids roman sense canvis a la molècula. Les proteïnes desnaturalitzades perden ràpidament les seves propietats físiques i químiques.
Quins reactius poden conduir al procés de destrucció de la conformació? N'hi ha diversos.
- Temperatura. Quan s'escalfa, es produeix una destrucció gradual de l'estructura quaternària, terciària i secundària de la molècula. Visualment, això es pot observar, per exemple, en fregir un ou de gallina normal. La "proteïna" resultant és l'estructura principal del polipèptid d'albúmina que es trobava al producte en brut.
- Radiació.
- Acció amb agents químics forts: àcids, àlcalis, sals de metalls pesants, dissolvents (per exemple, alcohols, èters, benzè i altres).
Aquest procés de vegades també s'anomena fusió molecular. Els tipus de desnaturalització de proteïnes depenen de l'agent sota l'acció del qual es va produir. A més, en alguns casos, es produeix el procés invers. Això és la renaturalització. No totes les proteïnes són capaços de restaurar la seva estructura, però una part important d'elles ho poden fer. Així, químics d'Austràlia i Amèrica van dur a terme la renaturalització d'un ou de gallina bullit mitjançant alguns reactius i un mètode de centrifugació.
Aquest procés és important per als organismes vius en la síntesi de polipèptidscadenes de ribosomes i ARNr a les cèl·lules.
Hidròlisi d'una molècula de proteïna
Juntament amb la desnaturalització, les proteïnes es caracteritzen per una altra propietat química: la hidròlisi. Això també és la destrucció de la conformació nativa, però no de l'estructura primària, sinó completament dels aminoàcids individuals. Una part important de la digestió és la hidròlisi de proteïnes. Els tipus d'hidròlisi dels polipèptids són els següents.
- Química. Basat en l'acció d'àcids o àlcalis.
- Biològic o enzimàtic.
No obstant això, l'essència del procés es manté in alterada i no depèn de quins tipus d'hidròlisi de proteïnes es produeixin. Com a resultat, es formen aminoàcids, que es transporten a totes les cèl·lules, òrgans i teixits. La seva posterior transformació consisteix en la participació de la síntesi de nous polipèptids, ja els necessaris per a un organisme concret.
A la indústria, el procés d'hidròlisi de molècules de proteïnes s'utilitza només per obtenir els aminoàcids adequats.
Funcions de les proteïnes al cos
Diferents tipus de proteïnes, hidrats de carboni, greixos són components vitals per al funcionament normal de qualsevol cèl·lula. I això significa tot l'organisme com un tot. Per tant, el seu paper es deu en gran part a l' alt grau de significació i ubiqüitat dins dels éssers vius. Es poden distingir diverses funcions principals de les molècules polipeptídiques.
- Catalític. Es duu a terme per enzims que tenen una estructura proteica. En parlarem més endavant.
- Estructural. Tipus de proteïnes i els seusLes funcions del cos afecten principalment l'estructura de la pròpia cèl·lula, la seva forma. A més, els polipèptids que fan aquesta funció formen pèl, ungles, closques de mol·luscs i plomes d'ocells. També són una certa armadura en el cos de la cèl·lula. El cartílag també està format per aquest tipus de proteïnes. Exemples: tubulina, queratina, actina i altres.
- Regulatòria. Aquesta funció es manifesta en la participació de polipèptids en processos com: transcripció, traducció, cicle cel·lular, empalmament, lectura d'ARNm i altres. En tots ells, juguen un paper important com a controlador de trànsit.
- senyal. Aquesta funció la fan les proteïnes situades a la membrana cel·lular. Transmeten diferents senyals d'una unitat a una altra, i això condueix a la comunicació entre teixits. Exemples: citocines, insulina, factors de creixement i altres.
- Transport. Alguns tipus de proteïnes i les seves funcions que realitzen són simplement vitals. Això passa, per exemple, amb la proteïna hemoglobina. Transporta l'oxigen de cèl·lula a cèl·lula a la sang. Per a una persona, és insubstituïble.
- Recanvi o còpia de seguretat. Aquests polipèptids s'acumulen a les plantes i els ous d'animals com a font de nutrició i energia addicionals. Un exemple són les globulines.
- Motiu. Una funció molt important, sobretot per als organismes i bacteris més simples. Després de tot, només es poden moure amb l'ajuda de flagels o cilis. I aquests orgànuls, per la seva naturalesa, no són més que proteïnes. Alguns exemples d'aquests polipèptids són els següents: miosina, actina, kinesina i altres.
És obvi que les funcions de les proteïnes en el cos humà i altresels éssers vius són molt nombrosos i importants. Això confirma una vegada més que la vida al nostre planeta és impossible sense els compostos que estem considerant.
Funció protectora de les proteïnes
Els polipèptids poden protegir contra diverses influències: químiques, físiques, biològiques. Per exemple, si el cos està en perill en forma de virus o bacteris de naturalesa extraterrestre, les immunoglobulines (anticossos) entren en batalla amb ells, exercint una funció protectora.
Si parlem d'efectes físics, la fibrina i el fibrinogen, que estan implicats en la coagulació de la sang, tenen un paper important aquí.
Proteïnes dels aliments
Els tipus de proteïnes dietètiques són els següents:
- complet - aquells que contenen tots els aminoàcids necessaris per al cos;
- incomplet: aquells en què hi ha una composició d'aminoàcids incompleta.
No obstant això, tots dos són importants per al cos humà. Sobretot el primer grup. Cada persona, especialment durant els períodes de desenvolupament intensiu (infància i adolescència) i la pubertat, ha de mantenir un nivell constant de proteïnes en ell mateix. Al cap i a la fi, ja hem considerat les funcions que fan aquestes sorprenents molècules i sabem que pràcticament cap procés, ni una sola reacció bioquímica dins nostre pot prescindir de la participació dels polipèptids.
És per això que cal consumir cada dia la ingesta diària de proteïnes, que es troben en els productes següents:
- ou;
- llet;
- formatge cottage;
- carn i peix;
- fesols;
- soja;
- fesols;
- cacauets;
- blat;
- avena;
- llenties i altres.
Si consumeixes 0,6 g d'un polipèptid per kg de pes al dia, a una persona mai no li f altaran aquests compostos. Si durant molt de temps el cos no rep les proteïnes necessàries, es produeix una mal altia, que té el nom de fam d'aminoàcids. Això condueix a trastorns metabòlics greus i, com a resultat, moltes altres mal alties.
Proteïnes en una gàbia
Dins de la unitat estructural més petita de tots els éssers vius, les cèl·lules, també hi ha proteïnes. A més, hi fan gairebé totes les funcions anteriors. En primer lloc, es forma el citoesquelet de la cèl·lula, format per microtúbuls, microfilaments. Serveix per mantenir la forma, així com per al transport interior entre orgànuls. Diversos ions i compostos es mouen al llarg de les molècules de proteïnes, com ara canals o rails.
També és important el paper de les proteïnes immerses a la membrana i situades a la seva superfície. Aquí realitzen tant funcions de receptor com de senyal, participen en la construcció de la pròpia membrana. Estan de guàrdia, és a dir, tenen un paper protector. Quins tipus de proteïnes de la cèl·lula es poden atribuir a aquest grup? Hi ha molts exemples, aquí n'hi ha uns quants.
- Actina i miosina.
- Elastin.
- Queratina.
- Colagen.
- Tubulina.
- Hemoglobina.
- Insulina.
- Transcobalamin.
- Transferrin.
- Àlbum.
N'hi ha uns quants centenarsdiversos tipus de proteïnes que es mouen constantment dins de cada cèl·lula.
Tipus de proteïnes al cos
Ells, per descomptat, una gran varietat. Si intenteu dividir d'alguna manera totes les proteïnes existents en grups, podeu obtenir alguna cosa com aquesta classificació.
- Proteïnes globulars. Són aquells que estan representats per una estructura terciària, és a dir, un glòbul densament empaquetat. Alguns exemples d'aquestes estructures són els següents: immunoglobulines, una proporció significativa d'enzims, moltes hormones.
- Proteïnes fibril·lars. Són fils estrictament ordenats amb la simetria espacial correcta. Aquest grup inclou proteïnes amb estructura primària i secundària. Per exemple, queratina, col·lagen, tropomiosina, fibrinogen.
En general, moltes característiques es poden prendre com a base per classificar les proteïnes del cos. Encara no hi ha ningú.
enzims
Catalitzadors biològics de naturalesa proteica, que acceleren significativament tots els processos bioquímics en curs. El metabolisme normal és simplement impossible sense aquests compostos. Tots els processos de síntesi i desintegració, assemblatge de molècules i la seva replicació, traducció i transcripció, entre d' altres, es duen a terme sota la influència d'un tipus específic d'enzim. Alguns exemples d'aquestes molècules són:
- oxidoreductasa;
- transferases;
- catalasa;
- hidrolases;
- isomerasa;
- lyases i altres.
Avui, els enzims s'utilitzen a la vida quotidiana. Per tant, en la producció de rentatLes pols sovint utilitzen els anomenats enzims: aquests són catalitzadors biològics. Milloren la qualitat del rentat tot observant el règim de temperatura especificat. S'uneix fàcilment a les partícules de brutícia i les elimina de la superfície dels teixits.
No obstant això, per la seva naturalesa proteica, els enzims no toleren l'aigua massa calenta ni la proximitat a fàrmacs alcalins o àcids. De fet, en aquest cas, es produirà el procés de desnaturalització.
