Белоктар – бір тізбекке пептидтік байланыс арқылы қосылған альфа-амин қышқылдарынан тұратын жоғары молекулалы органикалық заттар. Олардың негізгі қызметі реттеуші болып табылады. Ал оның нені және қалай көрінетіні туралы қазір егжей-тегжейлі айтып беру керек.
Процесс сипаттамасы
Белоктардың ақпаратты қабылдау және беру қабілеті бар. Осымен олардың жасушаларда және жалпы организмде болатын процестерді реттеуді жүзеге асыруы байланысты.
Бұл әрекет қайтымды және әдетте лигандтың болуын талап етеді. Бұл, өз кезегінде, биомолекулалармен кешен түзетін және кейіннен белгілі бір әсерлер (фармакологиялық, физиологиялық немесе биохимиялық) тудыратын химиялық қосылыс атауы.
Бір қызығы, ғалымдар жаңа реттеуші белоктарды үнемі ашады. Олардың аз ғана бөлігі бүгінде белгілі деп болжануда.
Реттеу қызметін атқаратын белоктар сорттарға бөлінеді. Және олардың әрқайсысы туралы бөлек айту керек.
Функционалдыклассификация
Ол өте қарапайым. Өйткені, бір гормон әртүрлі тапсырмаларды орындай алады. Бірақ жалпы алғанда, реттеуші функция жасушаның оның циклі арқылы қозғалысын, одан әрі транскрипциясын, трансляциясын, сплайсингін және басқа ақуыз қосылыстарының белсенділігін қамтамасыз етеді.
Мұның бәрі басқа молекулалармен байланысуы немесе ферментативті әсерге байланысты болады. Айтпақшы, бұл заттар өте маңызды рөл атқарады. Өйткені, ферменттер күрделі молекулалар болғандықтан, тірі ағзадағы химиялық реакцияларды тездетеді. Ал олардың кейбіреулері басқа ақуыздардың белсенділігін тежейді.
Енді түрлер классификациясын зерттеуге көшуге болады.
Белоктар-гормондар
Олар әртүрлі физиологиялық процестерге және зат алмасуға тікелей әсер етеді. Ақуыз гормондары ішкі секреция бездерінде түзіледі, содан кейін олар ақпараттық сигнал беру үшін қанмен тасымалданады.
Олар кездейсоқ таралады. Дегенмен, олар тек арнайы рецепторлық ақуыздары бар жасушаларға әсер етеді. Олармен тек гормондар байланыса алады.
Ереже бойынша баяу процестер гормондармен реттеледі. Оларға ағзаның дамуы және жеке тіндердің өсуі жатады. Бірақ мұнда да ерекше жағдайлар бар.
Бұл адреналин – аминқышқылдарының туындысы, бүйрек үсті безінің негізгі гормоны. Оның босатылуы жүйке импульсінің әрекетін тудырады. Жүрек соғу жиілігі артады, қан қысымы көтеріледі және басқа реакциялар пайда болады. Бұл бауырға да әсер етеді - бұл гликогеннің ыдырауын тудырады. Нәтижесінде глюкоза қанға және миға түседібұлшықеттермен оны энергия көзі ретінде пайдаланады.
Рецепторлық ақуыздар
Олардың реттеуші функциясы да бар. Адам ағзасы, шын мәнінде, сыртқы және ішкі ортадан үнемі сигнал қабылдайтын күрделі жүйе. Бұл принцип оны құрайтын жасушалардың жұмысында да байқалады.
Сонымен, мысалы, мембраналық рецепторлардың белоктары құрылымдық элементар бірліктің бетінен сигналды бір уақытта түрлендіру арқылы ішке жібереді. Олар жасушаның сыртқы жағындағы рецепторда орналасқан лигандпен байланысу арқылы жасушалық функцияларды реттейді. Соңында не болады? Жасуша ішіндегі басқа ақуыз белсендірілді.
Бір маңызды нюансты атап өткен жөн. Гормондардың басым көпшілігі жасушаға оның қабығында белгілі бір рецептор болған жағдайда ғана әсер етеді. Бұл гликопротеин немесе басқа ақуыз болуы мүмкін.
Мысал келтіруге болады - β2-адренергиялық рецептор. Ол бауыр жасушаларының мембранасында орналасқан. Егер стресс пайда болса, онда адреналин молекуласы онымен байланысады, нәтижесінде β2-адренергиялық рецептор белсендіріледі. Әрі қарай не болады? Қазірдің өзінде белсендірілген рецептор G-белокты белсендіреді, ол GTP-ны одан әрі бекітеді. Көптеген аралық қадамдардан кейін гликоген фосфоролизі жүреді.
Қорытынды қандай? Рецептор гликогеннің ыдырауына әкелетін алғашқы сигналдық әрекетті жүзеге асырды. Онсыз жасуша ішінде келесі реакциялар болмас еді.
Транскрипциялық реттегіш ақуыздар
Тағы бірқарастыруды қажет ететін тақырып. Биологияда транскрипция факторы деген ұғым бар. Бұл реттегіш қызметі де бар белоктардың атауы. Ол ДНҚ үлгісінде мРНҚ синтезі процесін басқарудан тұрады. Бұл транскрипция деп аталады - генетикалық ақпаратты тасымалдау.
Бұл фактор туралы не айтуға болады? Белок реттеуші функцияны дербес немесе басқа элементтермен бірге орындайды. Нәтиже – РНҚ-полимеразаның реттелетін ген тізбектерімен байланысу константасының төмендеуі немесе жоғарылауы.
Транскрипция факторларының анықтаушы ерекшелігі бар - белгілі бір ДНҚ аймақтарымен әрекеттесетін бір немесе бірнеше ДНҚ домендерінің болуы. Бұл білу маңызды. Өйткені, ген экспрессиясын реттеуге қатысатын басқа ақуыздарда ДНҚ домендері жоқ. Бұл оларды транскрипция факторлары ретінде жіктеуге болмайтынын білдіреді.
Белок киназалары
Жасушада қандай элементтердің реттеуші қызметін атқаратыны туралы айтқанда, осы заттарға назар аудару керек. Протеинкиназалар – құрамындағы гидроксил топтарымен (бұл тирозин, треонин және серин) аминқышқылдарының қалдықтарын фосфорлану арқылы басқа ақуыздарды өзгертетін ферменттер.
Бұл процесс дегеніміз не? Фосфорлану әдетте субстраттың қызметін өзгертеді немесе өзгертеді. Айтпақшы, ферменттің белсенділігі де өзгеруі мүмкін, сонымен қатар жасушадағы ақуыздың орналасуы. Қызықты факт! Белоктардың шамамен 30% -ы мүмкін деп есептеледіақуыз киназалары арқылы өзгертіледі.
Ал олардың химиялық белсенділігін фосфат тобының АТФ-дан бөлінуінен және кез келген амин қышқылының қалған бөлігімен әрі қарай ковалентті қосылуынан байқауға болады. Осылайша, ақуыз киназалары жасушаның өмірлік белсенділігіне күшті әсер етеді. Егер олардың жұмысы бұзылса, әртүрлі патологиялар, тіпті кейбір ісік түрлері де дамуы мүмкін.
Белок фосфатаза
Реттеу функциясының ерекшеліктері мен мысалдарын зерттеуді жалғастыра отырып, біз осы ақуыздарға назар аударуымыз керек. Протеин фосфатазалары жүзеге асыратын әрекет фосфат топтарын жою болып табылады.
Бұл нені білдіреді? Қарапайым тілмен айтқанда, бұл элементтер дефосфорлануды жүзеге асырады, бұл протеин киназаларының әрекеті нәтижесінде пайда болатын процеске кері процесс.
Сплайсты реттеу
Оны да елемеуге болмайды. Сплайсинг – РНҚ молекулаларынан белгілі бір нуклеотидтер тізбегі жойылатын, содан кейін «жетілген» молекулада сақталған тізбектер біріктірілетін процесс.
Оның зерттелетін тақырыпқа қандай қатысы бар? Эукариоттық гендердің ішінде аминқышқылдарын кодтамайтын аймақтар бар. Оларды интрон деп атайды. Біріншіден, олар транскрипция кезінде пре-мРНҚ-ға транскрипцияланады, содан кейін арнайы фермент оларды кесіп тастайды.
Сплайсингке тек ферментативті белсенді белоктар қатысады. Тек олар прем-РНҚ-ға қажетті конформацияны бере алады.
Айтпақшы, балама сплайсинг тұжырымдамасы әлі де бар. Бұл өте қызықпроцесс. Оған қатысатын ақуыздар кейбір интрондардың кесілуіне жол бермейді, бірақ сонымен бірге басқаларының жойылуына ықпал етеді.
Көмірсулар алмасуы
Ағзадағы реттеу қызметін көптеген мүшелер, жүйелер және ұлпалар атқарады. Бірақ біз белоктар туралы айтып жатқандықтан, маңызды органикалық қосылыстар болып табылатын көмірсулардың рөлі туралы да айту керек.
Бұл өте егжей-тегжейлі тақырып. Көмірсулар алмасуы тұтастай алғанда ферментативті реакциялардың үлкен саны болып табылады. Ал оның реттелу мүмкіндігінің бірі – фермент белсенділігінің өзгеруі. Оған белгілі бір ферменттің жұмыс істейтін молекулаларының арқасында қол жеткізіледі. Немесе жаңаларының биосинтезі нәтижесінде.
Көмірсулардың реттеуші қызметі кері байланыс принципіне негізделген деп айтуға болады. Біріншіден, жасушаға түсетін субстраттың артық болуы жаңа фермент молекулаларының синтезін тудырады, содан кейін олардың биосинтезі тежеледі (яғни, зат алмасу өнімдерінің жинақталуы дәл осыған әкеледі).
Май алмасуын реттеу
Бұл туралы соңғы сөз. Әңгіме белоктар мен көмірсулар туралы болғандықтан, майларды да атап өту керек.
Олардың зат алмасу процесі көмірсулар алмасуымен тығыз байланысты. Егер қандағы глюкозаның концентрациясы жоғарыласа, онда триглицеридтердің (майлардың) ыдырауы төмендейді, нәтижесінде олардың синтезі белсендіріледі. Оның мөлшерін азайту, керісінше, ингибиторлық әсерге ие. Нәтижесінде майлардың ыдырауы күшейеді және тездетіледі.
Осының барлығынан қарапайым және логикалық қорытынды шығады. Көмірсулар мен арасындағы байланысМайдың алмасуы тек бір ғана мақсатқа бағытталған – дененің энергия қажеттілігін қанағаттандыру.
