białka

białka są budulcem życia. Są one niezbędne dla naszego istnienia i znajdują się w każdym organizmie na Ziemi.

białka są najczęstszymi cząsteczkami znajdowanymi w komórkach. W rzeczywistości stanowią one więcej suchej masy komórki niż lipidy, węglowodany i wszystkie inne cząsteczki razem wzięte.

białko zbudowane jest z jednego lub więcej łańcuchów polipeptydowych, a każdy łańcuch polipeptydowy zbudowany jest z mniejszych cząsteczek zwanych „aminokwasami”., Istnieje w sumie 20 aminokwasów, które mogą być ułożone w biliony bilionów różnych sposobów tworzenia białek, które pełnią ogromną różnorodność funkcji.

białka są w rzeczywistości najbardziej złożonymi strukturalnie cząsteczkami znanymi biologii.

funkcje białek

białka występują w ogromnej różnorodności form i pełnią szeroki zakres funkcji. Przykładami białek są enzymy, przeciwciała i niektóre hormony, które przyspieszają reakcje chemiczne, chronią przed chorobami i regulują aktywność komórek.,

białka odgrywają również rolę w ruchu, wsparciu strukturalnym, przechowywaniu, komunikacji między komórkami, trawieniu i transporcie substancji wokół ciała.

ruch

białka motoryczne, takie jak miozyna i dyneiny, mają zdolność przekształcania energii chemicznej w ruch. Miozyna jest białkiem występującym w mięśniach i powoduje skurcz włókien mięśniowych w mięśniach.

dynie zapewniają moc, która napędza wici. Wiciowce są długimi, cienkimi strukturami przyczepionymi do zewnętrznej części niektórych komórek, takich jak plemniki, i są odpowiedzialne za ich ruchliwość.,

struktura i wsparcie

wiele białek zapewnia strukturalne wsparcie dla określonych części organizmu. Na przykład keratyna jest białkiem występującym w zewnętrznych warstwach skóry i sprawia, że skóra jest silną warstwą ochronną dla świata zewnętrznego. Keratyna jest również białko strukturalne, które sprawia, że włosy, rogi i paznokcie.

komunikacja komórkowa

komórki komunikują się ze swoim otoczeniem i innymi komórkami. Białka receptorowe w błonie komórkowej odbierają sygnały z zewnątrz komórki i przekazują wiadomości do komórki., Gdy sygnał znajduje się wewnątrz komórki, jest on zwykle przekazywany między wieloma białkami, zanim dotrze do ostatecznego miejsca przeznaczenia (również najczęściej białka).

trawienie

trawienie jest napędzane, zgadliście, białkami. Enzymy są białkami, które napędzają trawienie poprzez przyspieszenie reakcji chemicznych.

trawienie to rozpad pokarmu z dużych, nierozpuszczalnych cząsteczek na mniejsze cząsteczki, które mogą rozpuszczać się w wodzie. Ponieważ mniejsze cząsteczki są rozpuszczalne w wodzie, mogą przedostawać się do krwi i być transportowane po ciele.,

enzymy trawienne są enzymami odpowiedzialnymi za rozkład cząsteczek żywności na mniejsze, rozpuszczalne w wodzie cząsteczki. Niektóre przykłady białek trawiennych to:

• Amylaza – enzym w ślinie, który rozkłada skrobię na rozpuszczalne cukry
• lipaza – rozkłada tłuszcze i inne lipidy
• pepsyna – rozkłada białka w żywności

transport tlenu

hemoglobina jest kolejnym niezwykle ważnym białkiem dla zwierząt, takich jak ssaki i ptaki. Jest to białko we krwi, które wiąże się z tlenem, dzięki czemu tlen może być transportowany wokół ciała.,

hemoglobina zawiera atom żelaza. Struktura chemiczna hemoglobiny wokół atomu żelaza umożliwia Związanie tlenu z żelazem, a następnie uwolnienie go do tkanki pozbawionej tlenu.

jak widać białka są niezwykle ważne dla zdrowego funkcjonowania organizmu. Większość przykładów, których użyłem, to białka zwierzęce, ale białka są nie mniej ważne dla innych form życia, takich jak rośliny, grzyby i bakterie.

budulec białek

aminokwasy są budulcem białek. W sumie w przyrodzie występuje 20 różnych aminokwasów., Aminokwasy mogą łączyć się ze sobą na wiele różnych sposobów, tworząc różne białka.

struktura chemiczna aminokwasów jest kluczem do tego, dlaczego białka stały się podstawą życia. Aminokwas składa się z grupy karboksylowej (struktura chemiczna-COOH), grupy aminowej (-NH₂) i łańcucha bocznego zbudowanego głównie z węgla i wodoru.

łańcuch boczny jest często określany jako grupa R. Różnice w grupie R sprawiają, że 20 aminokwasów różni się od siebie.,

w zależności od struktury grupy R, aminokwas może być rozpuszczalny w wodzie (polarny), nierozpuszczalny w wodzie (niepolarny) lub zawierać ładunek dodatni lub ujemny. Te cechy z kolei wpływają na to, jak aminokwasy zachowują się, ponieważ łączą się i wpływają na ogólny kształt i funkcję białka.

wszystkie 20 aminokwasów jest niezbędnych dla dobrego zdrowia. Jeśli organizm ma niską zawartość jednego z 20 aminokwasów, niektóre białka nie będą mogły zostać zbudowane, a utrata ich funkcji spowoduje problemy zdrowotne dla organizmu.,

niektóre aminokwasy mogą być tworzone przez organizm przy użyciu innych cząsteczek, podczas gdy inne aminokwasy muszą być pozyskiwane z pożywienia. Aminokwasy, które muszą być spożywane są znane jako „niezbędne aminokwasy”, ponieważ są one niezbędną częścią zdrowej diety. Aminokwasy, które mogą być wytwarzane przez nasze ciała, są znane jako „nienasycone aminokwasy”.

polipeptydy

polipeptyd jest łańcuchem aminokwasów i jest najprostszą formą białka. Aminokwasy łączą się tworząc długie, liniowe łańcuchy, które mogą mieć ponad 2000 aminokwasów.,

kolejność łączenia aminokwasów decyduje o ostatecznym kształcie i strukturze łańcucha polipeptydowego. Białko zawiera jeden polipeptyd lub wiele polipeptydów połączonych ze sobą, tworząc duże, złożone białka.

aminokwasy są połączone ze sobą pomiędzy grupą aminową (-NH₂) jednego aminokwasu a grupą karboksylową (-COOH) drugiego aminokwasu.

ponieważ dwa aminokwasy łączą się ze sobą, dwa jony wodorowe są usuwane z grupy aminowej, a tlen jest usuwany z grupy karboksylowej., Grupa aminowa i grupa karboksylowa wiążą się ze sobą, a cząsteczka wody jest wytwarzana jako produkt uboczny. Wiązanie jest znane jako „wiązanie peptydowe”.

łączenie wielu aminokwasów ze sobą wiązaniami peptydowymi tworzy szkielet polipeptydowy z grupą R rozciągającą się z każdego aminokwasu. Jak wspomniano wcześniej, grupy R 20 aminokwasów mają Swoją unikalną strukturę i właściwości chemiczne., Struktura i właściwości chemiczne (takie jak reaktywność i temperatura wrzenia) polipeptydu i ostatecznie białka są określone przez unikalną sekwencję grup R, które rozciągają się od szkieletu polipeptydu. Ponieważ grupy R są przyciągane lub odpychane od siebie, łańcuch polipeptydowy wygina się i skręca w unikalnie ukształtowane białko.

struktura białka

białka mają cztery poziomy struktury, o których już wspominaliśmy na tej stronie. Cztery poziomy są znane jako pierwotna, wtórna, trzeciorzędowa i czwartorzędowa struktura białka.,

struktura pierwotna

struktura pierwotna to specyficzna sekwencja aminokwasów, tzn. kolejność, w jakiej są ze sobą połączone. Dokładna kolejność łączenia aminokwasów zależy od informacji przechowywanych w genach.

poprzez procesy zwane transkrypcją i translacją, DNA dostarcza komórkom wszystkich niezbędnych informacji do wytworzenia dokładnej struktury pierwotnej dla tysięcy różnych białek. Struktura pierwotna określa drugorzędowe i trzeciorzędowe struktury białek.,

struktura wtórna

struktura wtórna białka jest utworzona przez wiązania wodorowe między atomami wzdłuż kręgosłupa łańcucha polipeptydowego.

pamiętając, że każdy aminokwas ma grupę karboksylową i grupę aminową, niewielki ładunek ujemny na tlenu grupy karboksylowej tworzy słabe wiązanie z niewielkim ładunkiem dodatnim atomu wodoru na grupie aminowej innego aminokwasu. Wiązania wodorowe są słabe, ale wiele z nich tworzy wystarczającą siłę, aby wpływać na kształt łańcucha polipeptydowego.,

wiązania wodorowe powodują, że kręgosłup polipeptydu składa się i zwija w dwie możliwe formy-helisę α i arkusze plisowane β. Helisa α (grecka litera „alfa”) jest spiralą, podobną do podwójnej helisy nici DNA, ale z tylko jedną cewką. powstaje w wyniku wiązań wodorowych pomiędzy co czwartym aminokwasem. Helisa α jest powszechna w białkach strukturalnych, takich jak keratyna.

plisowane arkusze β (grecka litera „beta”) powstają, gdy wiązania wodorowe występują między dwoma lub więcej sąsiadującymi łańcuchami polipeptydowymi i są powszechne w białkach kulistych (patrz poniżej w „rodzajach białek”).,

struktura trzeciorzędowa

struktura trzeciorzędowa jest końcowym kształtem, jaki przyjmuje łańcuch polipeptydowy i jest określona przez grupy R. Przyciąganie i odpychanie pomiędzy różnymi grupami R wygina i składa polipeptyd, tworząc ostateczny kształt 3D białka.

struktura czwartorzędowa

nie wszystkie białka mają strukturę czwartorzędową. Struktura czwartorzędowa powstaje tylko wtedy, gdy wiele łańcuchów polipeptydowych łączy się ze sobą tworząc duże złożone białko. W takich przypadkach każdy polipeptyd określany jest jako podjednostka.,

hemoglobina jest przykładem białka o strukturze czwartorzędowej. U większości zwierząt hemoglobina składa się z czterech podjednostek kulistych.

rodzaje białek

istnieją cztery główne rodzaje białek. Najczęściej znane są białka kuliste. Pozostałe trzy rodzaje białek to białka włókniste, błonowe i nieuporządkowane.

białka kuliste

białko kuliste to każde białko, które przyjmuje kulisty kształt w swojej trzeciorzędowej strukturze. Należą do nich liczne enzymy, przeciwciała i białka, takie jak hemoglobina.,

białka kuliste są rozpuszczalne w wodzie i powstają w wyniku przyciągania i odpychania różnych grup R wodą. Polarne grupy R aminokwasów w białkach są rozpuszczalne w wodzie, podczas gdy niepolarne grupy R są nierozpuszczalne w wodzie. Białka kuliste tworzą się, ponieważ niepolarne grupy R ukrywają się w wewnętrznych sekcjach białka i polarne grupy R, które układają się na zewnętrznej powierzchni, która jest wystawiona na działanie otaczającej wody.

białka włókniste

białka włókniste są wydłużonymi białkami, które nie mają żadnej trzeciorzędowej struktury., Zamiast zginać i składać się, tworząc białko kuliste, białka włókniste pozostają w swojej liniowej strukturze wtórnej. Są one często ważnymi białkami strukturalnymi i wspierającymi.

białka włókniste są nierozpuszczalne w wodzie i często mają powtarzające się wzorce aminokwasów wzdłuż łańcucha polipeptydowego. Przykładami białek włóknistych są kolagen, keratyna i jedwab.

białka błonowe

białko błonowe to dowolne białko znajdujące się w błonie komórkowej lub z nią połączone. Są unikalnymi białkami ze względu na unikalne środowisko, w którym istnieją.,

błony komórkowe zbudowane są z podwójnej warstwy fosfolipidów. Wewnętrzna część błony komórkowej jest niepolarna, ale zewnętrzna jest polarna. Aby białka błonowe mogły z powodzeniem istnieć w błonie komórkowej, muszą zawierać określone sekcje niepolarne i polarne.

nieuporządkowane białka

odkrycie nieuporządkowanych białek na początku 2000 roku zakwestionowało historyczne myślenie o białkach. Do tego czasu uważano, że funkcja białka zależy od jego stałej struktury 3D. Nieuporządkowane białka nie wykazują jednak uporządkowanej struktury do ich kształtu.,

niektóre białka mogą być całkowicie niestrukturalne, podczas gdy inne są częściowo ustrukturyzowane z pewnymi niestrukturalnymi sekcjami. Inne białka mają zdolność do istnienia jako nieuporządkowane białka tylko do tworzenia stałej struktury po wiązaniu się z innymi cząsteczkami.

Ostatnio edytowane: 23 Kwiecień 2016