Функции белков, Биология

Вопрос 1. Чем объясняется многообразие функций белков?

Многообразие функций белков объясня­ется многообразием их строения. Как из­вестно, в состав белков может входить 20 видов аминокислот. Но различное со­четание аминокислотных остатков в моле­куле полипептида (число их наименова­ний и последовательность) обеспечивает огромное разнообразие белков. Кроме то­го, белки могут иметь пространственную структуру молекулы. Все это способствует тому, что белки выполняют множество функций.

Вопрос 2. Какие функции белков вам изве­стны?

Строительная (пластическая) функция. Белки являются структурным компонентом биологических мембран и органоидов клетки, а также входят в со­став опорных структур организма, волос, ногтей, сосудов.

Ферментативная функция. Бел­ки служат ферментами, т. е. биологи­ческими катализаторами, ускоряющими скорость биохимических реакций в десят­ки и сотни миллионов раз. Примером может служить амилаза, расщепляющая крахмал до моносахаридов.

Сократительная (двигатель­ная) функция. Ее выполняют особые сократительные белки, обеспечивающие движение клеток и внутриклеточных структур. Благодаря им перемещаются хромосомы при делении клетки, а жгути­ки и реснички приводят в движение клет­ки простейших. Сократительные свойства белков актина и миозина лежат в основе работы мышц.

Транспортная функция. Белки участвуют в транспорте молекул и ионов в пределах организма (гемоглобин перено­сит кислород из легких к органам и тка­ням, альбумин сыворотки крови участву­ет в транспорте жирных кислот).

Защитная функция. Она заключа­ется в предохранении организма от по­вреждений и вторжения чужеродных бел­ков и бактерий. Белки-антитела, выра­батываемые лимфоцитами, создают защи­ту организма от чужеродной инфекции, тромбин и фибрин участвуют в образова­нии тромба, тем самым помогая организ­му избежать больших потерь крови.

Регуляторная функция. Ее вы­полняют белки-гормоны. Они участвуют в регуляции активности клетки и всех жизненных процессов организма. Так, инсулин регулирует уровень сахара в кро­ви и поддерживает его на определенном уровне.

Сигнальная функция. Белки, встроенные в мембрану клетки, способны менять свою структуру в ответ на раздра­жение. Тем самым передаются сигналы из внешней среды внутрь клетки.

Энергетическая функция. Она ре­ализуется белками крайне редко. При пол­ном расщеплении 1 г белка способно выде­литься 17,6 кДж энергии. Однако белки для организма — очень ценное соедине­ние. Поэтому расщепление белка проис­ходит обычно до аминокислот, из кото­рых строятся новые полипептидные це­почки.

Белки-гормоны регулируют активность клетки и всех жизненных процессов ор­ганизма. Так, в организме человека соматотропин участвует в регуляции роста те­ла, инсулин поддерживает на постоянном уровне содержание глюкозы в крови.

Вопрос 4. Какую функцию выполняют бел­ки-ферменты? Материал с сайта //iEssay.ru

Ферменты являются биологическими катализаторами, т. е. ускорителями хи­мических реакций в сотни миллионов раз. Ферменты обладают строгой специфично­стью по отношению к веществу, вступаю­щему в реакцию. Каждая реакция ката­лизируется своим ферментом.

Вопрос 5. Почему белки редко используются в качестве источника энергии?

Мономеры белков аминокислоты — ценное сырье для построения новых бел­ковых молекул. Поэтому полное расщеп­ление полипептидов до неорганических веществ происходит редко. Следователь­но, энергетическая функция, заключаю­щаяся в выделении энергии при полном расщеплении, выполняется белками до­вольно редко.

Источник: iessay.ru


1. Какова функция углеводов?
2. Какие функции белков вы знаете?

Белки выполняют чрезвычайно важные и многообразные функции. Это возможно в значительной мере благодаря разнообразию форм и состава самих белков.

Одна из важнейших функций белковых молекул — строительная (пластическая). Белки входят в состав всех клеточных мембран и органоидов клетки. Преимущественно из белка состоят стенки кровеносных сосудов, хрящи, сухожилия, волосы и ногти.

Громадное значение имеет каталитическая или ферментативная функция белков. Специальные белки — ферменты способны ускорять биохимические реакции в клетке в десятки и сотни миллионов раз. Известно около тысячи ферментов. Каждая реакция катализируется своим особым ферментом. Подробнее вы узнаете об этом ниже.
Двигательную функцию выполняют особые сократительные белки. Благодаря им двигаются реснички и жгутики у простейших, перемещаются хромосомы при делении клетки, сокращаются мышцы у многоклеточных, совершенствуются другие виды движения у живых организмов.

Важное значение имеет транспортная функция белков. Так, гемоглобин переносит кислород из легких к клеткам других тканей и органов. В мышцах эту функцию выполняет белок миоглобин. Белки сыворотки крови способствуют переносу липидов и жирных кислот, различных биологически активных веществ. Транспортные белки в наружной мембране клеток переносят различные вещества из окружающей среды в цитоплазму.

Специфические белки выполняют защитную функцию. Они предохраняют организм от вторжения чужеродных белков и микроорганизмов и от повреждения. Так, антитела, вырабатываемые лимфоцитами, блокируют чужеродные белки; фибрин и тромбин, предохраняют организм от кровопотери.

Регуляторная функция присуща белкам — гормонам. Они поддерживают постоянные концентрации веществ в крови и клетках, участвуют в росте, размножении и других жизненно важных процессах. Например, инсулин регулирует содержание сахара в крови.

Белкам присуща также сигнальная функция. В мембрану клетки встроены белки, способные изменять свою третичную структуру в ответ на действие факторов внешней среды. Так происходит прием сигналов из внешней среды и передача информации в клетку.

Белки могут выполнять энергетическую функцию, являясь одним из источников энергии в клетке. При полном расщеплении 1 г белка до конечных продуктов выделяется 6 кДж энергии. Однако в качестве источника энергии белки используются крайне редко. Аминокислоты, высвобождающиеся при расщеплении белковых молекул, используются для построения новых белков.

Функции белков: строительная, двигательная, транспортная, защитная, регуляторная, сигнальная, энергетическая, каталитическая. Гормон. Фермент.

1. Чем объясняется многообразие функций белков?
2. Какие функции белков вам известны?
3. Какую роль играют белки-гормоны?
4. Какую функцию выполняют белки-ферменты? Почему белки редко используются в качестве источника энергии?

Каменский А. А., Криксунов Е. В., Пасечник В. В. Биология 9 класс
Отправлено читателями с интернет-сайта

Онлайн библиотека с учениками и книгами, плани-конспекти уроковс Биологии 9 класса, книги и учебники согласно календарного плана планирование Биологии 9 класса

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь – Образовательный форум.

Источник: edufuture.biz

Работа и функции белков лежат в основе структуры любого организма и всех протекающих в нем жизненных реакций. Любые нарушения этих белков приводят к изменению самочувствия и нашего здоровья. Необходимость изучения строения, свойств и видов белков кроется в многообразии их функций.

Определение Ф.Энгельса “Жизнь есть способ существования белковых тел” до сих пор, по прошествии полутора веков, не потеряло своей правильности и актуальности.

Вещество соединительной ткани и межклеточный матрикс формируют белки коллаген, эластин, кератин, протеогликаны.
Непосредственно участвуют в построении мембран и цитоскелета (интегральные, полуинтегральные и поверхностные белки) – спектрин (поверхностный, основной белок цитоскелета эритроцитов), гликофорин (интегральный, фиксирует спектрин на поверхности).
К данной функции можно отнести участие в создании органелл – рибосомы.

Все ферменты являются белками.
Но вместе с тем, имеются экспериментальные данные о существовании рибозимов, т.е. рибонуклеиновой кислоты, обладающей каталитической активностью.

Регуляцию и согласование обмена веществ в разных клетках организма осуществляют гормоны. Такие гормоны как инсулин и глюкагон являются белками, все гормоны гипофиза являются пептидами или небольшими белками.

Эта функция заключается в избирательном связывании гормонов, биологически активных веществ и медиаторов на поверхности мембран или внутри клеток.

Только белки осуществляют перенос веществ в крови, например, липопротеины (перенос жира), гемоглобин (транспорт кислорода), гаптоглобин (транспорт гема), трансферрин (транспорт железа). Белки транспортируют в крови катионы кальция, магния, железа, меди и другие ионы.

Транспорт веществ через мембраны осуществляют белки – Na + ,К + -АТФаза (антинаправленный трансмембранный перенос ионов натрия и калия), Са 2+ -АТФаза (выкачивание ионов кальция из клетки), глюкозные транспортеры.

В качестве примера депонированного белка можно привести производство и накопление в яйце яичного альбумина.
У животных и человека таких специализированных депо нет, но при длительном голодании используются белки мышц, лимфоидных органов, эпителиальных тканей и печени.

Существует ряд внутриклеточных белков, предназначенных для изменения формы клетки и движения самой клетки или ее органелл (тубулин, актин, миозин).

Защитную функцию, предупреждая инфекционный процесс и сохраняя устойчивость организма, выполняют иммуноглобулины крови, факторы системы комплемента (пропердин), при повреждении тканей работают белки свертывающей системы крови – например, фибриноген, протромбин, антигемофильный глобулин. Механическую защиту в виде слизистых и кожи осуществляют коллаген и протеогликаны.

Click here to preview your posts with PRO themes ››

К данной функции также можно отнести поддержание постоянства коллоидно-осмотического давления крови, интерстиция и внутриклеточных пространств, а также иные функции белков крови.

Белковая буферная система участвует в регуляции кислотно-щелочного состояния.

Существуют белки, которые являются предметом особого изучения:

Монеллин – выделен из африканского растения, обладает очень сладким вкусом, не токсичен и не способствует ожирению.

Резилин – обладает почти идеальной эластичностью, составляет „шарниры” в местах прикрепления крыльев насекомых.

Белки со свойствами антифриза обнаружены у антарктических рыб, они предохраняют кровь от замерзания

Источник: biokhimija.ru

Белки – биополимеры, состоящие из отдельных звеньев – мономеров, которые называются аминокислотами. Они состоят из карбоксильной (-СООН), аминной (-NH2) группы и радикала. Аминокислоты связываются между собой с помощью пептидной связи (-C(O)NH-), образуя длинную цепочку.

Обязательные химические элементы аминокислот:

Рис. 1. Строение белка.

Радикал может включать серу и другие элементы. Отличаются белки не только радикалом, но и количеством карбоксильной и аминной групп. В связи с этим выделяют три типа аминокислот:

  • нейтральные (-СООН и -NH2);
  • основные (-СООН и несколько -NH2);
  • кислые (несколько -СООН и -NH2).

В соответствии с возможностью синтезироваться внутри организма выделяют два вида аминокислот:

  • заменимые – синтезируются в организме;
  • незаменимые – не синтезируются в организме и должны поступать из внешней среды.

Известно около 200 аминокислот. Однако в построении белков участвуют только 20.

Биосинтез белков происходит на рибосомах эндоплазматической сети. Это сложный процесс, состоящий из двух стадий:

  • образование полипептидной цепи;
  • модификация белка.

Синтез полипептидной сети происходит с помощью матричной и транспортной РНК. Этот процесс называется трансляцией. Вторая стадия включает «работу над ошибками». Части синтезированного белка заменяются, удаляются или удлиняются.

Рис. 2. Синтез белка.

Биологические функции белков представлены в таблице.

Функция

Описание

Примеры

Переносят химические элементы к клеткам и обратно во внешнюю среду

Гемоглобин переносит кислород и углекислый газ, транскортин – гормон надпочечников в кровь

Помогают сокращаться мышцам многоклеточных животных

Обеспечивают прочность тканей и клеточных структур

Коллаген, фиброин, липопротеины

Участвуют в образовании тканей, мембран, клеточных стенок. Составляют мышцы, волосы, сухожилия

Передают информацию между клетками, тканями, органами

Ферментативная или каталитическая

Большинство ферментов в организме животных и человека имеют белковое происхождение. Они являются катализатором многих биохимических реакций (ускоряют или замедляют)

Регуляторная или гормональная

Гормоны белкового происхождения контролируют и регулируют процессы метаболизма

Инсулин, лютропин, тиротропин

Регулируют функции нуклеиновых кислот при переносе генетической информации

Гистоны регулируют репликацию и транскрипцию ДНК

Используется как дополнительный источник энергии. При распаде 1 г высвобождается 17,6 кДж

Распадаются после исчерпывания других источников энергии – углеводов и жиров

Специфичные белки – антитела – предохраняют организм от заражения, уничтожая чужеродные частицы. Особые белки сворачивают кровь, останавливая кровотечение

Иммуноглобулины, фибриноген, тромбин

Запасаются для питания клеток. Удерживают необходимые организму вещества

Ферритин удерживает железо, казеин, глютен, альбумин запасаются в организме

Удерживают различные регуляторы (гормоны, медиаторы) на поверхности или внутри клетки

Глюкагоновый рецептор, протеинкиназа

Белки могут оказывать отравляющее и обезвреживающее действие. Например, палочка ботулизма выделяет токсин белкового происхождения, а белок альбумин связывает тяжёлые металлы.

Стоит сказать кратко о каталитической функции белков. Ферменты или энзимы выделяют в особую группу белков. Они осуществляют катализ – ускорение протекания химической реакции.
В соответствии со строением ферменты могут быть:

  • простыми– содержат только аминокислотные остатки;
  • сложными – помимо белкового мономерного остатка включают небелковые структуры, которые называются кофактором (витамины, катионы, анионы).

Молекулы ферментов имеют активную часть (активный центр), связывающую белок с веществом – субстратом. Каждый фермент «узнаёт» определённый субстрат и связывается именно с ним. Активный центр обычно представляет собой «карман», в который попадает субстрат.

Связывание активного центра и субстрата описывается моделью индуцированного соответствия (модель «рука-перчатка»). Модель показывает, что фермент «подстраивается» под субстрат. Благодаря изменению структуры снижаются энергия и сопротивление субстрата, что помогает ферменту легче перенести его на продукт.

Рис. 3. Модель «рука-перчатка».

Активность ферментов зависит от нескольких факторов:

  • температуры;
  • концентрации фермента и субстрата;
  • кислотности.

Различают 6 классов ферментов, каждый из которых взаимодействует с определёнными веществами. Например, трансферазы переносят фосфатную группу от одного вещества к другому.

Ферменты могут ускорять реакцию в 1000 раз.

Выяснили, какие функции выполняют белки в клетке, как они устроены и как синтезируются. Белки представляют собой полимерные цепочки, состоящие из аминокислот. Всего известно 200 аминокислот, но белки могут образовывать только 20. Белковые полимеры синтезируются на рибосомах. Белки выполняют важные функции в организме: переносят вещества, ускоряют биохимические реакции, контролируют процессы, происходящие в организме. Ферменты связывают субстрат и целенаправленно переносят его на вещества, ускоряя реакции в 100-1000 раз.

Источник: obrazovaka.ru

Белки выполняют множество функций. В данной статье будут рассмотрены основные биологические функции белков.

Каталитическая функция

К настоящему времени учеными идентифицировано более 3000 ферментов, почти все они по своей природе являются белками. Основная функция ферментов – управлять скоростью химических реакций в биологических системах.

Транспортная функция.

Белок крови гемоглобин осуществляет перенос кислорода к органам и тканям. Альбумины участвуют в переносе

липидов. Ряд других белков могут образовывать комплексы с железом, медью, жирами , витаминами и доставлять их к нужным органам.

Защитная функция.

Защитная функция реализуется белками-антителами, которые вырабатываются иммунной системой организма при попадании в него чужеродных веществ, называемых антигенами (бактерий, вирусов и др.). Защитная функция также реализуется в способности белков крови, в частности фибриногена, образовывать сгусток (сворачиваться) . Это защищает организм от потери крови при ранениях.

Сократительная функция.

Сокращение мышц осуществляется с участием миофибриляных белков актина и миозина.

Структурная функция.

Белки соединительной ткани, креатин, коллаген, эластин, ретикулин выполняют структурную функцию. Из них состоят покровы тела (кожи, волосы, ногти), сосуды. Белковые комплексы с липидами участвуют в образовании биомембран клеток.

Гормональная функция.

Для регулирования обмена веществ организмом используются различные методы, но одну из главных ролей в этом процессе играют гормоны. Множество гормонов представлены белками или полипептидами.

Питательная функция.

Питательная функция реализуется белками, ответственными за питание плода. Белки грудного молока (казеин), также выполняет эту функцию.

Таким образом, из этого не полного списка функций белков, можно сделать вывод, что этим веществам принадлежит важная роль в живом организме.

Источник: azbukapitaniya.ru

Функции белков в природе универсальны. Белки входят в состав всех живых организмов. Мышцы, кости, покровные ткани, внутренние органы, хрящи, шерсть, кровь — все это белковые вещества.

Растения синтезируют белки из углекислого газа и воды за счет фотосинтеза. Животные организмы получают, в основном, готовые аминокислоты с пищей и на их базе строят белки своего организма.

Ни один из известных нам живых организмов не обходится без белков. Белки служат питательными веществами, они регулируют обмен веществ, исполняя роль ферментов – катализаторов обмена веществ, способствуют переносу кислорода по всему организму и его поглощению, играют важную роль в функционировании нервной системы, являются механической основой мышечного сокращения, участвуют в передаче генетической информации и т.д.

Видеофильм «Функции белков»

Разнообразные функции белков определяются a-аминокислотным составом и строением их высокоорганизованных макромолекул.

1. Каталитическая (ферментативная) функция

Каталитическая функция — одна из основных функций белков. Абсолютно все биохимические процессы в организме протекают в присутствии катализаторов – ферментов. Все известные ферменты представляют собой белковые молекулы.

Белки – это очень мощные катализаторы. Они ускоряют реакции в миллионы раз, причем для каждой реакции существует свой фермент.

В настоящее время известно свыше 2000 различных ферментов, которые являются биологическими катализаторами.

Например, фермент пепсин расщепляет белки в процессе пищеварения.

Click here to preview your posts with PRO themes ››

Даже такая простая реакция как гидратация углекислого газа катализируется ферментом карбоангидразой.

Ферменты катализируют реакции расщепления сложных молекул (катаболизм) и их синтеза (анаболизм), а также репликации ДНК и матричного синтеза РНК.

Некоторые белки способны присоединять и переносить (транспортировать) различные вещества по крови от одного органа к другому и в пределах клетки.

Белки транспортируют липиды (липопротеиды), углеводы (гликопротеиды), ионы металлов (глобулины), кислород и углекислый газ (гемоглобин), некоторые витамины, гормоны и др.

Например, альбумины крови транспортируют липиды и высшие жирные кислоты (ВЖК), лекарственные вещества, билирубин.

Белок эритроцитов крови гемоглобин соединяется в легких с кислородом, превращаясь в оксигемоглобин. Достигая с током крови органов и тканей, оксигемоглобин расщепляется и отдает кислород, необходимый для обеспечения окислительных процессов в тканях.

Белок миоглобин запасает кислород в мышцах.

Специфические белки-переносчики обеспечивают проникновение минеральных веществ и витаминов через мембраны клеток и субклеточных структур.

Защитную функцию выполняют специфические белки (антитела — иммуноглобулины), которые вырабатываются иммунной системой организма. Они обеспечивают физическую, химическую и иммунную защиту организма путем связывания и обезвреживания веществ, поступающих в организм или появляющихся в результате жизнедеятельности бактерий и вирусов.

Например, белок плазмы крови фибриноген участвует в свертывании крови (образовывает сгусток). Это защищает организм от потери крови при ранениях.

Альбумины обезвреживают ядовитые вещества (ВЖК и билирубин) в крови.

Антитела, вырабатываемые лимфоцитами, блокируют чужеродные белки. Интерфероны — универсальные противовирусные белки.

Многие живые существа для обеспечения защиты выделяют белки, называемые токсинами, которые в большинстве случаев являются сильными ядами. В свою очередь, некоторые организмы способны вырабатывать антитоксины, которые подавляют действие этих ядов.

4. Сократительная (двигательная) функция

Важным признаком жизни является подвижность, в основе которой лежит данная функция белков, таких как актин и миозин – белки мышц. Кроме мышечных сокращений к этой функции относят изменение форм клеток и субклеточных частиц.

B результате взаимодействия белков происходит передвижение в пространстве, сокращение и расслабление сердца, движение других внутренних органов.

Структурная функция — одна из важнейших функций белков. Белки играют большую роль в формировании всех клеточных структур.

Белки – это строительный материал клеток. Из них построены опорные, мышечные, покровные ткани.

Некоторые из них (коллаген соединительной ткани, кератин волос, ногтей, эластин стенок кровеносных сосудов, фиброин шелка и др.) выполняют почти исключительно структурную функцию.

Кератин синтезируется кожей. Волосы и ногти – это производные кожи.

В комплексе с липидами белки участвуют в построении мембран клеток и внутриклеточных образований.

Регуляторная функция присуща белкам-гормонам (регуляторам). Они регулируют различные физиологические процессы.

Например, наиболее известным гормоном является инсулин, регулирующий содержание глюкозы в крови. При недостатке инсулина в организме возникает заболевание, известное как сахарный диабет.

В плазме некоторых антарктических рыб содержатся белки со свойствами антифриза, предохраняющие рыб от замерзания, а у ряда насекомых в местах прикрепления крыльев находится белок резилин, обладающий почти идеальной эластичностью. В одном из африканских растений синтезируется белок монеллин с очень сладким вкусом.

Питательная функция осуществляется резервными белками, которые запасаются в качестве источника энергии и вещества.

Например: казеин, яичный альбумин, белки яйца обеспечивают рост и развитие плода, а белки молока служат источником питания для новорожденного.

Некоторые белки (белки-рецепторы), встроенные в клеточную мембрану, способны изменять свою структуру под воздействием внешней среды. Так происходит прием сигналов извне и передача информации в клетку.

Например, действие света на сетчатку глаза воспринимается фоторецептором родопсином.

Рецепторы, активизируемые низкомолекулярными веществами типа ацетилхолина, передают нервные импульсы в местах соединения нервных клеток.

9. Энергетическая функция

Белки могут выполнять энергетическую функцию, являясь одним из источников энергии в клетке (после их гидролиза). Обычно белки расходуются на энергетические нужды в крайних случаях, когда исчерпаны запасы углеводов и жиров.

При полном расщеплении 1 г белка до конечных продуктов выделяется 17,6 кДж энергии. Но в качестве источника энергии белки используются крайне редко. Аминокислоты, высвобождающиеся при расщеплении белковых молекул, используются для построения новых белков.

Источник: himija-online.ru

Регуляторная функция белков ― осуществление белками регуляции процессов в клетке или в организме, что связано с их способностью к приёму и передаче информации. Действие регуляторных белков обратимо и, как правило, требует присутствия лиганда. Постоянно открывают всё новые и новые регуляторные белки, в настоящее время известна, вероятно, только малая их часть.

Существует несколько разновидностей белков, выполняющих регуляторную функцию:

  • белки — рецепторы, воспринимающие сигнал
  • сигнальные белки — гормоны и другие вещества, осуществляющие межклеточную сигнализацию (многие, хотя и далеко не все, из них является белками или пептидами)
  • регуляторные белки, которые регулируют многие процессы внутри клеток.

Белки-гормоны (и другие белки, участвующие в межклеточной сигнализации) оказывают влияние на обмен веществ и другие физиологические процессы.

К белкам с регуляторной функцией можно отнести также белки-рецепторы. Мембранные белки — рецепторы передают сигнал с поверхности клетки внутрь, преобразовывая его. Они регулируют функции клеток за счет связывания с лигандом, который «сел» на этот рецептор снаружи клетки; в результате активируется другой белок внутри клетки.

Большинство гормонов действуют на клетку, только если на ее мембране есть определенный рецептор — другой белок или гликопротеид. Например, β2- адренорецептор находится на мембране клеток печени. При стрессе молекула адреналина связывается с β2- адренорецептором и активирует его. Далее активированный рецептор активирует G-белок, который присоединяет ГТФ. После многих промежуточных этапов передачи сигнала происходит фосфоролиз гликогена. Рецептор осуществил самую первую операцию по передаче сигнала, ведущего к расщеплению гликогена. Без него не было бы последующих реакций внутри клетки.

Белки регулируют процессы, происходящие внутри клеток, при помощи нескольких механизмов:

  • взаимодействия с молекулами ДНК (транскрипционные факторы)
  • при помощи фосфорилирования (протеинкиназы) или дефосфорилирования (протеинфосфатазы) других белков
  • при помощи взаимодействия с рибосомой или молекулами РНК (факторы регуляции трансляции)
  • воздействия на процесс удаления интронов (факторы регуляции сплайсинга)
  • влияния на скорость распада других белков (убиквитины и др.)

Транскрипционный фактор — это белок, который, попадая в ядро, регулирует транскрипцию ДНК, то есть считывание информации с ДНК на мРНК (синтез мРНК по матрице ДНК). Некоторые транскрипционные факторы изменяют структуру хроматина, делая его более доступным для РНК-полимераз. Существуют различные вспомогательные транскрипционные факторы, которые создают нужную конформацию ДНК для последующего действия других транскрипционных факторов. Еще одна группа транскрипционных факторов — это те факторы, которые не связываются непосредственно с молекулами ДНК, а объединяются в более сложные комплексы с помощью белок-белковых взаимодействий.

Трансляция — синтез полипептидных цепей белков по матрице мРНК, выполняемый рибосомами. Регуляция трансляции может осуществляться несколькими способами, в том числе и с помощью белков-репрессоров, которые, связываются с мРНК. Известно много случаев, когда репрессором является белок, который кодируется этой мРНК. В этом случае происходит регуляция по типу обратной связи (примером этого может служить репрессия синтеза фермента треонил-тРНК-синтетазы).

Внутри генов эукариот есть участки, не кодирующие аминокислот. Эти участки называются интронами. Они сначала переписываются на пре-мРНК при транскрипции, но затем вырезаются особым ферментом. Этот процесс удаления интронов, а затем последующее сшивание концов оставшихся участков называют сплайсингом (сшивание, сращивание). Сплайсинг осуществляется с помощью небольших РНК, обычно связанных с белками, которые называются факторами регуляции сплайсинга. В сплайсинге принимают участие белки, обладающие ферментативной активностью. Они придают пре-мРНК нужную конформацию. Для сборки комплекса(сплайсосомы) необходимо потребление энергии в виде расщепляемых молекул АТФ, поэтому в составе этого комплекса есть белки, обладающие АТФ-азной активностью.

Существует альтернативный сплайсинг. Особенности сплайсинга определяются белками, способными связываться с молекулой РНК в областях интронов или участках на границе экзон-интрон. Эти белки могут препятствовать удалению одних интронов и в то же время способствовать вырезанию других. Направленная регуляция сплайсинга может иметь значительные биологические последствия. Например, у плодовой мушки дрозофилы альтернативный сплайсинг лежит в основе механизма определения пола.

Click here to preview your posts with PRO themes ››

Важнейшую роль в регуляции внутриклеточных процессов играют протеинкиназы — ферменты, которые активируют или подавляют активность других белков путем присоединения к ним фосфатных групп.

Протеинкиназы регулируют активность других белков путем фосфолирования — присоединения остатков фосфорной кислоты к остаткам аминокислот, имеющих гидроксильные группы. При фосфорилировании обычно изменяется функционирование данного белка, например, ферментативная активность, а также положение белка в клетке.

Существуют также протеинфосфатазы — белки, которые отщепляют фосфатные группы. Протеинкиназы и протеинфосфатазы регулируют обмен веществ, а также передачу сигналов внутри клетки. Фосфорилирование и дефосфорилирования белков — один из главным механизмов регуляции большинства внутриклеточных процессов.

Источник: dic.academic.ru

Какие основные функции белки выполняют в организме человека?

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push(<>);

Белки (протеины, а также полипептиды) – это органические вещества, которые состоят из аминокислот. Во многих случаях в их образовании принимает участие около 20 аминокислот. Именно их сочетания и создают множество полипептидов.

Функции белков в организме очень разнообразны. В первую очередь, протеины – важнейшая составляющая питания. Кроме того, они играют весомую роль в обмене веществ. Без протеинов невозможно нормальное функционирование организма: их недостаток (как и переизбыток) неизбежно приводит к развитию серьёзных заболеваний. Рассмотрим назначение белков в организме человека.

Это наиболее известная функция протеина. Он способствует ускорению разных химических реакций. Белковые элементы, играющие данную роль, называются ферментами или энзимами и имеются во всех живых клетках. Без них было бы невозможным превращение одних химических веществ в другие при нормальных для организма температурных условиях. Катализаторы способствуют увеличению скорости реакции.

Существует несколько видов ферментов:

  • активаторы окислительных, а также восстановительных реакций;
  • катализаторы транспортировки химических групп с одной молекулы субстрата на другую;
  • активаторы гидролиза;
  • лиазы – катализаторы разрыва химсвязей без участия гидролиза;
  • активаторы структурных трансформаций в молекуле субстрата;
  • катализаторы формирования химических связей между субстратами с участием дифосфатной АТФ-связи.

Суть структурной функции белков в организме следующая. Соединения придают форму любой клетке, без них она не могла бы возникнуть. Она способна поддерживать свою форму за счёт мономеров актина и тубулина, а коллаген и эластин являются главными компонентами межклеточного вещества.

Кератин, также выполняющий структурную функцию, – важная часть волос и ногтей. Вот почему при нарушении его синтеза теряется красота локонов, а ногти ломаются. Из кератина также состоят перья птиц, когти животных и даже некоторые виды раковин.

Значение этой функции протеинов огромно. Ведь белки причастны к формированию не только стенок, но и органоидов клеток. Благодаря такой функции обеспечивается форма той или иной ткани, а также очертание тела.

Без неё сложно представить себе нормальное функционирование любого организма. При этом белки играют несколько ролей.

В первую очередь, это физическая защита клетки. Её обеспечивает коллаген, способствующий образованию межклеточного вещества. Фибриноген и фибрин также можно причислить к такой группе белков, ведь они помогают нормальному свёртыванию крови.

Химическая защита чрезвычайно важна для обеспечения детоксикации организма – вывода из него вредных веществ. Такие ферменты содержатся главным образом в печени. Они выполняют расщепление ядов до состояния, которое способствует их активному выведению через органы выделительной системы.

Невозможно представить функционирование организма без иммунной защиты. В атаке на чужеродные тела и их обезвреживании активное участие принимают именно белки. Антитела способствуют нейтрализации чужеродных бактерий и вирусов.

Нарушение защитной функции белков опасно для организма, ведь в таком случае в него проникают враждебные микробы, способствующие началу инфекционных и воспалительных процессов.

Под этой функцией понимают участие полипептидов в регулировании тех или иных процессов внутри клетки. Она связана с тем, что эти вещества могут принимать и передавать информацию.

Белков, способных выполнять регуляторную функцию, несколько.

  • Рецепторы. Это полипептиды, воспринимающие всевозможные сигналы.
  • Сигнальные белки. Это вещества, которые осуществляют межклеточную сигнализацию. К ним, в первую очередь, относятся гормоны. Они могут действовать лишь на те клетки, которые располагают подходящими рецепторами.
  • Протеины, регулирующие внутриклеточные процессы. К этой группе относятся протеинкиназы и протеинфосфатазы.

Как уже было сказано, протеины выполняют роль сигнальных соединений. Суть в следующем. Гормоны, цитокины и прочие подобные вещества передают сигналы между тканями и органами, а также клетками.

  • Гормоны способствуют регулированию тех или иных веществ в организме. Когда они связываются с рецептором клетки, в ней запускается необходимая реакция. Например, от гормона роста зависит формирование скелета. Благодаря лептину регулируется аппетит.
  • С помощью цитокинов происходит взаимодействие между клетками. Именно благодаря таким соединениям возможна их выживаемость, стимуляция роста, дифференцировка, функциональность, согласованность работы иммунной, эндокринной, нервной систем. Цитокины также влияют на скорость роста или некроза опухоли.

В этом случае белки участвуют в процессе переноса веществ из клетки в направлении межклеточного пространства и наоборот. Таким протеином является гемоглобин. Он переносит кислород из лёгких к тканям, а затем углекислый газ в обратном направлении.

Существуют резервные протеины, которые могут находиться в клетках и выступать в качестве аминокислот. Какие функции они выполняют? Такие белки способствуют регуляции обмена веществ.

Моторные протеины обеспечивают движения организма, в частности, сокращение мышц. Главнейшее вещество из этого ряда – миозин.

Усвоение протеина начинается в желудке, затем продолжается в тонком кишечнике. Соответственно, заболевания данных органов негативно сказываются на процессе.

Потребность организма в белке, в первую очередь, зависит от физической активности и образа жизни человека. Чем больше вы двигаетесь, чем динамичнее проходит ваш день, тем быстрее протекают биохимические реакции и процесс обмена веществ. Тем, кто регулярно тренируется, протеина необходимо почти вдвое больше, чем обычному человеку, ведущему достаточно пассивный образ жизни. Недостаток белка для спортсменов и вовсе опасен: дефицит чреват «иссушением» мышц и истощением сил организма.

Норма данного вещества для взрослого рассчитывается по следующему принципу: в среднем один грамм белка необходим на 1 кг веса человека. Соответственно, мужчинам требуется около 80-100 грамм протеина в сутки, женщинам – 55-67 грамм. Спортсменам следует увеличить данное количество в 1,5-2 раза.

Знания о том, в каких продуктах есть белок и в каком именно количестве, помогают сформировать сбалансированный рацион.

  • более 15 граммов протеина содержится в 100 граммах сои, орехов и фасоли;
  • от 10 до 15 граммов есть в манной, и гречневой крупах, в пшене, макаронах, овсянке и пшеничной муке;
  • от 5 до 9 граммов белка содержится в зелёном горошке, перловой крупе и рисе;
  • в пределах 4,5 граммов имеется в картофеле, цветной капусте и шпинате;
  • небольшое количество (до 2 граммов) содержат почти все овощи, ягоды и фрукты.

Роль протеина в человеческом организме настолько весома, что при недостатке данного вещества или его отсутствии происходят катастрофические сбои и нарушения в работе многих систем и органов.

В первую очередь, в случае дефицита белка перестаёт усваиваться такой важный элемент как кальций. Соответственно, кости становятся хрупкими, сбивается процесс образования новых клеток. Как следствие, возможно развитие атрофии мышц.

Помимо этого, понижается иммунитет человека, гормоны выделяются в недостаточном количестве. Сбивается функционирование нервной системы. Также нехватка белка ведёт к циррозу печени, ожирению.

Избыток белковой еды, как и её нехватка, печально сказывается на состоянии здоровья. Незначительное превышение необходимого количества протеина вреда не принесёт, тогда как явное злоупотребление приводит к проблемам с почками и печенью. Если употребляется преимущественно животный белок, возможно повышение в крови концентрации холестерина, а этом вредно для сердца и сосудов. Кроме того, организм недополучает растительных волокон и клетчатки, что не позволяет кишечнику качественно очищаться.

Надо помнить, что белковые продукты расщепляются на аминокислоты, в результате образуется аммиак. Он токсичен для центральной нервной системы, а потому его избыток вреден для организма.

Итак, значение белков в организме человека трудно переоценить. Практически ни один физиологический процесс не может полностью и правильно происходить без их участия.

Источник: legkopolezno.ru