Les proteïnes són les substàncies orgàniques més importants, el nombre de les quals preval sobre la resta de macromolècules presents en una cèl·lula viva. Constitueixen més de la meitat del pes de matèria seca tant dels organismes vegetals com dels animals. Les funcions de les proteïnes a la cèl·lula són diverses, algunes d'elles encara són desconegudes per la ciència. Però tot i així, les direccions principals del seu "treball" estan ben estudiades. Alguns són necessaris per estimular els processos que es produeixen a les cèl·lules i els teixits. Altres transporten compostos minerals importants a través de la membrana cel·lular i a través dels vasos sanguinis d'un òrgan a un altre. Alguns protegeixen el cos dels agents estrangers sovint patògens. Una cosa està clara: no hi ha cap procés al nostre cos sense proteïnes.
Funcions bàsiques de les proteïnes
Les funcions de les proteïnes al cos són diverses. Cada grup té una substància química específicaedifici, realitza un "treball" especialitzat. En alguns casos, diversos tipus de proteïnes estan interconnectades entre si. Són responsables de diferents etapes d'un mateix procés. O afecten a diversos alhora. Per exemple, la funció reguladora de les proteïnes la duen a terme els enzims i les hormones. Aquest fenomen es pot imaginar recordant l'hormona adrenalina. És produït per la medul·la suprarenal. Entrant als vasos sanguinis, augmenta la quantitat d'oxigen a la sang. La pressió arterial també augmenta, augmenta el contingut de sucre. Això estimula els processos metabòlics. L'adrenalina també és un neurotransmissor en peixos, amfibis i rèptils.
Funció enzimàtica
Moltes de les reaccions bioquímiques que es produeixen a les cèl·lules dels organismes vius es duen a terme a altes temperatures i amb un valor de pH neutre. En aquestes condicions, la velocitat del seu pas és massa baixa, per la qual cosa es necessiten catalitzadors especialitzats anomenats enzims. Tota la seva diversitat es combina en 6 classes, que es diferencien en l'especificitat de l'acció. Els enzims es sintetitzen als ribosomes de les cèl·lules. La ciència de l'enzimologia està dedicada al seu estudi.
Sens dubte, la funció reguladora de les proteïnes és impossible sense enzims. Tenen una alta selectivitat d'acció. La seva activitat pot ser regulada per inhibidors i activadors. A més, els enzims solen presentar especificitat de substrat. A més, l'activitat enzimàtica depèn de les condicions del cos i de les cèl·lules en particular. El seu flux es veu afectat per la pressió, el pH àcid, la temperatura, la força iònica de la solució, és a dirconcentració de sal al citoplasma.
Funció de transport de proteïnes
La cèl·lula ha de rebre constantment les substàncies minerals i orgàniques necessàries per al cos. Es necessiten com a materials de construcció i fonts d'energia a les cèl·lules. Però el mecanisme de la seva recepció és força complicat. Les parets cel·lulars estan formades per més que només proteïnes. Les membranes biològiques es construeixen sobre el principi d'una doble capa de lípids. Diverses proteïnes estan incrustades entre elles. És molt important que les regions hidròfiles es localitzin a la superfície de la membrana, mentre que les regions hidrofòbiques es situen en el seu gruix. Així, aquesta estructura fa que la closca sigui impenetrable. No poden travessar-lo sols, sense "ajuda", components tan importants com els sucres, els ions metol i els aminoàcids. Són transportats a través de la membrana citoplasmàtica fins al citoplasma per proteïnes especialitzades que estan incrustades a les capes de lípids.
Transport de substàncies d'un òrgan a un altre
Però la funció de transport de les proteïnes no només es realitza entre la substància intercel·lular i la cèl·lula. Algunes substàncies importants per als processos fisiològics s'han de lliurar d'un cos a un altre. Per exemple, la proteïna de transport a la sang és l'albúmina sèrica. Està dotat d'una capacitat única per formar compostos amb àcids grassos que apareixen durant la digestió dels greixos, amb fàrmacs, així com amb hormones esteroides. Les proteïnes transportadores importants són l'hemoglobina (aporta molècules d'oxigen), la transferrina (que es combina amb ions de ferro) i la ceruplasmina (formant complexos ambcoure).
Funció senyal de les proteïnes
Les proteïnes receptores són de gran importància en el curs dels processos fisiològics en organismes complexos pluricel·lulars. Estan incrustades a la membrana plasmàtica. Serveixen per percebre i desxifrar diversos tipus de senyals que entren a les cèl·lules en un corrent continu no només dels teixits veïns, sinó també de l'entorn extern. Actualment, potser la proteïna receptora més estudiada és l'acetilcolina. Es troba en diverses unions interneuronals de la membrana cel·lular.
Però la funció de senyalització de les proteïnes no només es porta a terme a l'interior de les cèl·lules. Moltes hormones s'uneixen a receptors específics a la seva superfície. Aquest compost format és un senyal que activa els processos fisiològics a les cèl·lules. Un exemple d'aquestes proteïnes és la insulina, que actua en el sistema de l'adenilat ciclasa.
Funció de protecció
Les funcions de les proteïnes en una cèl·lula són diferents. Alguns d'ells estan implicats en les respostes immunitàries. Això protegeix el cos de les infeccions. El sistema immunitari és capaç de respondre als agents estranys identificats amb la síntesi d'un gran nombre de limfòcits. Aquestes substàncies poden danyar selectivament aquests agents, poden ser estranyes al cos, com ara bacteris, partícules supramoleculars, o poden ser cèl·lules canceroses.
Un dels grups, els limfòcits "beta", produeix proteïnes que entren al torrent sanguini. Tenen una funció molt interessant. Aquestes proteïnes han de reconèixer cèl·lules i macromolècules estranyes. Llavors es connecten amb ells,formant un complex que es vol destruir. Aquestes proteïnes s'anomenen immunoglobulines. Els mateixos components estranys són antígens. I les immunoglobulines que els corresponen són anticossos.
Funció estructural
A l'organisme, a més d' altament especialitzats, també hi ha proteïnes estructurals. Són necessaris per proporcionar resistència mecànica. Aquestes funcions de les proteïnes a la cèl·lula són importants per mantenir la forma i la joventut del cos. El més famós és el col·lagen. És la proteïna principal de la matriu extracel·lular dels teixits connectius. En mamífers superiors, és fins a 1/4 de la massa total de proteïnes. El col·lagen es sintetitza als fibroblasts, que són les cèl·lules principals dels teixits connectius.
Aquestes funcions de les proteïnes a la cèl·lula són de gran importància. A més del col·lagen, es coneix una altra proteïna estructural: l'elastina. També és un constituent de la matriu extracel·lular. L'elastina és capaç de donar als teixits la capacitat d'estirar-se dins de certs límits i tornar fàcilment a la seva forma original. Un altre exemple de proteïna estructural és la fibroïna, que es troba a les erugues de cuc de seda. És el component principal dels fils de seda.
Proteïnes motores
El paper de les proteïnes a la cèl·lula no es pot sobreestimar. També participen en el treball dels músculs. La contracció muscular és un procés fisiològic important. Com a resultat, l'ATP emmagatzemat en forma de macromolècules es converteix en energia química. Els participants directes en el procés són dues proteïnes: l'actina i la miosina.
Aquestes proteïnes motoresSón molècules filamentoses que funcionen en el sistema contràctil dels músculs esquelètics. També es troben en teixits no musculars de cèl·lules eucariotes. Un altre exemple de proteïnes motrius és la tubulina. A partir d'ell es construeixen microtúbuls, que són un element important dels flagels i els cilis. Els microtúbuls que contenen tubulina també es troben a les cèl·lules del teixit nerviós dels animals.
Antibiòtics
El paper protector de les proteïnes a la cèl·lula és enorme. Una part s'assigna a un grup que s'anomena comunament antibiòtics. Es tracta de substàncies d'origen natural, que es sintetitzen, per regla general, en bacteris, fongs microscòpics i altres microorganismes. Estan dirigits a suprimir els processos fisiològics d' altres organismes competidors. Els antibiòtics d'origen proteic es van descobrir als anys 40. Van revolucionar la medicina, donant-li un poderós impuls al desenvolupament.
Per la seva naturalesa química, els antibiòtics són un grup molt divers. També es diferencien pel seu mecanisme d'acció. Alguns impedeixen la síntesi de proteïnes a l'interior de les cèl·lules, altres bloquegen la producció d'enzims importants, altres inhibeixen el creixement i altres inhibeixen la reproducció. Per exemple, la coneguda estreptomicina interacciona amb els ribosomes de les cèl·lules bacterianes. Així, frenen dràsticament la síntesi de proteïnes. Al mateix temps, aquests antibiòtics no interaccionen amb els ribosomes eucariotes del cos humà. Això vol dir que aquestes substàncies no són tòxiques per als mamífers superiors.
Aquestes no són totes les funcions de les proteïnes a la cèl·lula. TaulaLes substàncies antibiòtiques permeten determinar altres accions altament especialitzades que aquests compostos naturals específics són capaços de tenir sobre els bacteris i no només. Actualment s'estan estudiant els antibiòtics d'origen proteic que, en interaccionar amb l'ADN, pertorben els processos associats a la plasmació de la informació hereditària. Però fins ara, aquestes substàncies només s'utilitzen en la quimioteràpia de mal alties oncològiques. Un exemple d'aquesta substància antibiòtica és la dactinomicina, que és sintetitzada pels actinomicets.
Toxines
Les proteïnes d'una cèl·lula fan una funció molt específica i fins i tot extraordinària. Diversos organismes vius produeixen substàncies tòxiques: toxines. Per la seva naturalesa, es tracta de proteïnes i compostos orgànics complexos de baix pes molecular. Un exemple és la polpa verinosa del fong grop pàl·lid.
Reserves i proteïnes dels aliments
Algunes proteïnes fan la funció de proporcionar nutrició als embrions d'animals i plantes. Hi ha molts exemples així. La importància de les proteïnes a la cèl·lula de les llavors de cereals rau precisament en això. Nodriran el germen emergent de la planta en les primeres etapes del seu desenvolupament. En els animals, les proteïnes de la dieta són l'ou albúmina i la caseïna de llet.
Propietats inexplorades de les proteïnes
Els exemples anteriors són només la part que ja s'ha estudiat prou. Però a la natura hi ha molts misteris. Les proteïnes de la cèl·lula de moltes espècies biològiques són úniques, i actualment fins i tot les classifiquendifícil. Per exemple, la monel·lina és una proteïna descoberta i aïllada d'una planta africana. Té un gust dolç, però no és obès i no tòxic. En el futur, pot ser un excel·lent substitut del sucre. Un altre exemple és una proteïna que es troba en alguns peixos àrtics que evita que la sang es congeli actuant com a anticongelant en el sentit literal de la comparació. En una sèrie d'insectes, la proteïna resilina, que té una elasticitat única, gairebé perfecta, es va trobar a les articulacions de les ales. I aquests no són tots exemples de substàncies que encara s'han d'estudiar i classificar.
