პროტეინები არის მაღალმოლეკულური ორგანული ნივთიერებები, რომლებიც შედგება ალფა-ამინომჟავებისგან, რომლებიც დაკავშირებულია პეპტიდურ ბმაში ერთ ჯაჭვში. მათი მთავარი ფუნქცია მარეგულირებელია. და იმის შესახებ, თუ რა და როგორ ვლინდება ის, ახლა საჭიროა დეტალურად გითხრათ.
პროცესის აღწერა
პროტეინებს აქვთ ინფორმაციის მიღებისა და გადაცემის უნარი. ამასთან დაკავშირებულია უჯრედებში და მთლიანად ორგანიზმში მიმდინარე პროცესების რეგულირების მათი განხორციელება.
ეს მოქმედება შექცევადია და ჩვეულებრივ მოითხოვს ლიგანდის არსებობას. ეს, თავის მხრივ, არის ქიმიური ნაერთის სახელი, რომელიც ქმნის კომპლექსს ბიომოლეკულებთან და შემდგომში წარმოქმნის გარკვეულ ეფექტებს (ფარმაკოლოგიურ, ფიზიოლოგიურ ან ბიოქიმიურ).
საინტერესოა, რომ მეცნიერები რეგულარულად აღმოაჩენენ ახალ მარეგულირებელ ცილებს. ვარაუდობენ, რომ დღეს მათი მხოლოდ მცირე ნაწილია ცნობილი.
პროტეინები, რომლებიც ასრულებენ მარეგულირებელ ფუნქციას, იყოფა ჯიშებად. და თითოეულ მათგანზე ცალკე საუბარი ღირს.
ფუნქციონალურიკლასიფიკაცია
ის საკმაოდ ჩვეულებრივია. ყოველივე ამის შემდეგ, ერთ ჰორმონს შეუძლია შეასრულოს სხვადასხვა დავალება. მაგრამ ზოგადად, მარეგულირებელი ფუნქცია უზრუნველყოფს უჯრედის მოძრაობას მისი ციკლის განმავლობაში, შემდგომ ტრანსკრიფციას, ტრანსლაციას, შერწყმას და სხვა ცილის ნაერთების აქტივობას.
ეს ყველაფერი ხდება სხვა მოლეკულებთან შეკავშირების ან ფერმენტული მოქმედების გამო. სხვათა შორის, ეს ნივთიერებები ძალიან მნიშვნელოვან როლს თამაშობენ. ყოველივე ამის შემდეგ, ფერმენტები, როგორც რთული მოლეკულები, აჩქარებენ ქიმიურ რეაქციებს ცოცხალ ორგანიზმში. და ზოგიერთი მათგანი აფერხებს სხვა ცილების აქტივობას.
ახლა შეგიძლიათ გადახვიდეთ სახეობების კლასიფიკაციის შესწავლაზე.
ცილები-ჰორმონები
ისინი გავლენას ახდენენ სხვადასხვა ფიზიოლოგიურ პროცესებზე და უშუალოდ მეტაბოლიზმზე. ცილოვანი ჰორმონები წარმოიქმნება ენდოკრინულ ჯირკვლებში, რის შემდეგაც ისინი სისხლით ატარებენ საინფორმაციო სიგნალის გადაცემის მიზნით.
ისინი გავრცელდა შემთხვევით. თუმცა, ისინი მოქმედებენ ექსკლუზიურად იმ უჯრედებზე, რომლებსაც აქვთ სპეციფიკური რეცეპტორული ცილები. მხოლოდ ჰორმონებს შეუძლიათ მათთან დაკავშირება.
როგორც წესი, ნელი პროცესები ჰორმონებით რეგულირდება. ეს მოიცავს სხეულის განვითარებას და ცალკეული ქსოვილების ზრდას. მაგრამ აქაც არის გამონაკლისები.
ეს არის ადრენალინი - ამინომჟავების წარმოებული, თირკმელზედა ჯირკვლის მედულას მთავარი ჰორმონი. მისი გამოშვება ნერვული იმპულსის მოქმედების პროვოცირებას ახდენს. გულისცემა მატულობს, არტერიული წნევა მატულობს და სხვა რეაქციები ხდება. ის ასევე მოქმედებს ღვიძლზე - იწვევს გლიკოგენის დაშლას. შედეგად, გლუკოზა გამოიყოფა სისხლში და ტვინშიკუნთებთან ერთად გამოიყენეთ იგი ენერგიის წყაროდ.
რეცეპტორული ცილები
მათ ასევე აქვთ მარეგულირებელი ფუნქცია. ადამიანის სხეული, ფაქტობრივად, რთული სისტემაა, რომელიც მუდმივად იღებს სიგნალებს გარე და შიდა გარემოდან. ეს პრინციპი შეინიშნება მისი შემადგენელი უჯრედების მუშაობაშიც.
ასე, მაგალითად, მემბრანის რეცეპტორების ცილები გადასცემენ სიგნალს სტრუქტურული ელემენტარული ერთეულის ზედაპირიდან შიგნით, ერთდროულად გარდაქმნის მას. ისინი არეგულირებენ უჯრედულ ფუნქციებს უჯრედის გარეთ მდებარე რეცეპტორზე მდებარე ლიგანდთან შეერთებით. რა ხდება ბოლოს? უჯრედის შიგნით კიდევ ერთი ცილა გააქტიურებულია.
აღსანიშნავია ერთი მნიშვნელოვანი ნიუანსი. ჰორმონების აბსოლუტური უმრავლესობა გავლენას ახდენს უჯრედზე მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ მის მემბრანაზე არის გარკვეული რეცეპტორი. ეს შეიძლება იყოს გლიკოპროტეინი ან სხვა ცილა.
შეიძლება მოვიყვანოთ მაგალითი - β2-ადრენერგული რეცეპტორი. იგი მდებარეობს ღვიძლის უჯრედების მემბრანაზე. თუ სტრესი მოხდა, მაშინ ადრენალინის მოლეკულა უკავშირდება მას, რის შედეგადაც აქტიურდება β2-ადრენერგული რეცეპტორი. Შემდეგ რა მოხდება? უკვე გააქტიურებული რეცეპტორი ააქტიურებს G- პროტეინს, რომელიც შემდგომ აკავშირებს GTP-ს. მრავალი შუალედური ეტაპის შემდეგ ხდება გლიკოგენის ფოსფოროლიზი.
რა დასკვნაა? რეცეპტორმა განახორციელა პირველი სასიგნალო მოქმედება, რამაც გამოიწვია გლიკოგენის დაშლა. გამოდის, რომ მის გარეშე, უჯრედის შიგნით მომხდარი შემდგომი რეაქციები არ მოხდებოდა.
ტრანსკრიპციის რეგულატორი ცილები
კიდევ ერთითემა, რომელიც უნდა განიხილებოდეს. ბიოლოგიაში არსებობს ტრანსკრიფციის ფაქტორის კონცეფცია. ეს არის ცილების სახელი, რომლებსაც ასევე აქვთ მარეგულირებელი ფუნქცია. იგი მოიცავს mRNA სინთეზის პროცესის კონტროლს დნმ-ის შაბლონზე. ამას ჰქვია ტრანსკრიფცია - გენეტიკური ინფორმაციის გადაცემა.
რა შეიძლება ითქვას ამ ფაქტორზე? ცილა ასრულებს მარეგულირებელ ფუნქციას დამოუკიდებლად ან სხვა ელემენტებთან ერთად. შედეგი არის რნმ პოლიმერაზას შეკავშირების მუდმივი დაქვეითება ან ზრდა რეგულირებულ გენის თანმიმდევრობებთან.
ტრანსკრიფციის ფაქტორებს აქვთ განმსაზღვრელი თვისება - ერთი ან მეტი დნმ დომენის არსებობა, რომლებიც ურთიერთქმედებენ დნმ-ის კონკრეტულ რეგიონებთან. ეს მნიშვნელოვანია იცოდეთ. ყოველივე ამის შემდეგ, სხვა ცილებს, რომლებიც ასევე მონაწილეობენ გენის ექსპრესიის რეგულირებაში, არ აქვთ დნმ-ის დომენები. ეს ნიშნავს, რომ ისინი არ შეიძლება კლასიფიცირდეს ტრანსკრიფციის ფაქტორებად.
პროტეინის კინაზები
საუბრისას, თუ რა ელემენტები ასრულებენ მარეგულირებელ ფუნქციას უჯრედებში, აუცილებელია ყურადღება მიაქციოთ ამ ნივთიერებებს. პროტეინ კინაზები არის ფერმენტები, რომლებიც ცვლიან სხვა ცილებს ამინომჟავების ნარჩენების ფოსფორილირებით კომპოზიციაში ჰიდროქსილის ჯგუფებთან (ესენია ტიროზინი, ტრეონინი და სერინი)..
რა არის ეს პროცესი? ფოსფორილირება ჩვეულებრივ ცვლის ან ცვლის სუბსტრატის ფუნქციას. სხვათა შორის, ფერმენტის აქტივობაც შეიძლება შეიცვალოს, ისევე როგორც ცილის პოზიცია თავად უჯრედში. Საინტერესო ფაქტი! დადგენილია, რომ ცილების დაახლოებით 30%-ს შეუძლიაშეიცვლება პროტეინ კინაზებით.
და მათი ქიმიური აქტივობა შეიძლება გამოვლინდეს ფოსფატის ჯგუფის ATP-დან გაყოფით და შემდგომი კოვალენტური მიმაგრებით დანარჩენ ამინომჟავასთან. ამრიგად, პროტეინ კინაზებს აქვთ ძლიერი გავლენა უჯრედების სასიცოცხლო აქტივობაზე. თუ მათი მუშაობა დაირღვა, შეიძლება განვითარდეს სხვადასხვა პათოლოგიები, მათ შორის კიბოს ზოგიერთი სახეობაც კი.
პროტეინის ფოსფატაზა
მარეგულირებელი ფუნქციის თავისებურებებისა და მაგალითების შესწავლის განგრძობით, ყურადღება უნდა მივაქციოთ ამ ცილებს. ცილოვანი ფოსფატაზების მიერ განხორციელებული მოქმედება არის ფოსფატური ჯგუფების ელიმინაცია.
რას ნიშნავს ეს? მარტივი სიტყვებით რომ ვთქვათ, ეს ელემენტები ასრულებენ დეფოსფორილირებას, პროცესი, რომელიც საპირისპიროა იმ პროცესისგან, რომელიც ხდება პროტეინ კინაზების მოქმედების შედეგად.
შეჯვარების რეგულაცია
არც მისი იგნორირება არ შეიძლება. Splicing არის პროცესი, რომლის დროსაც გარკვეული ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობები ამოღებულია რნმ-ის მოლეკულებიდან, შემდეგ კი ის თანმიმდევრობები, რომლებიც შენარჩუნებულია "მომწიფებულ" მოლეკულაში, უერთდებიან.
როგორ უკავშირდება ის შესასწავლ თემას? ევკარიოტული გენების შიგნით არის რეგიონები, რომლებიც ამინომჟავების კოდირებას არ ახდენს. მათ ინტრონებს უწოდებენ. პირველი, ისინი ტრანსკრიფციის დროს გადაიწერება პრე-მრნმ-ში, რის შემდეგაც სპეციალური ფერმენტი წყვეტს მათ.
მხოლოდ ის ცილები მონაწილეობენ, რომლებიც ფერმენტულად აქტიურია. მხოლოდ მათ შეუძლიათ პრემ-რნმ-ისთვის სასურველი კონფორმაციის მიცემა.
სხვათა შორის, ჯერ კიდევ არსებობს ალტერნატიული სპლაისინგის კონცეფცია. Ძალიან საინტერესოაპროცესი. მასში შემავალი ცილები ხელს უშლის ზოგიერთი ინტრონის ამოკვეთას, მაგრამ ამავე დროს ხელს უწყობს სხვების მოცილებას.
ნახშირწყლების მეტაბოლიზმი
სხეულის მარეგულირებელ ფუნქციას ასრულებს მრავალი ორგანო, სისტემა და ქსოვილი. მაგრამ, რადგან საუბარია ცილებზე, მაშინ ასევე ღირს ნახშირწყლების როლზე საუბარი, რომლებიც ასევე მნიშვნელოვანი ორგანული ნაერთებია.
ეს ძალიან დეტალური თემაა. ნახშირწყლების მეტაბოლიზმი მთლიანობაში არის ფერმენტული რეაქციების უზარმაზარი რაოდენობა. და მისი რეგულირების ერთ-ერთი შესაძლებლობა არის ფერმენტის აქტივობის ტრანსფორმაცია. იგი მიიღწევა კონკრეტული ფერმენტის მოქმედი მოლეკულების გამო. ან ახლის ბიოსინთეზის შედეგად.
შეიძლება ითქვას, რომ ნახშირწყლების მარეგულირებელი ფუნქცია ეფუძნება უკუკავშირის პრინციპს. ჯერ უჯრედში შემავალი სუბსტრატის სიჭარბე იწვევს ახალი ფერმენტის მოლეკულების სინთეზს, შემდეგ კი მათი ბიოსინთეზის დათრგუნვა (ბოლოს და ბოლოს, სწორედ ამას იწვევს მეტაბოლური პროდუქტების დაგროვება)..
ცხიმის ცვლის რეგულირება
ბოლო სიტყვა ამის შესახებ. ვინაიდან საქმე ცილებსა და ნახშირწყლებს ეხებოდა, ცხიმებიც უნდა აღინიშნოს.
მათი მეტაბოლიზმის პროცესი მჭიდრო კავშირშია ნახშირწყლების ცვლასთან. თუ სისხლში გლუკოზის კონცენტრაცია იმატებს, მაშინ მცირდება ტრიგლიცერიდების (ცხიმების) დაშლა, რის შედეგადაც აქტიურდება მათი სინთეზი. მისი რაოდენობის შემცირება, პირიქით, ინჰიბიტორულ ეფექტს ახდენს. შედეგად, ცხიმების დაშლა ძლიერდება და დაჩქარებულია.
ამ ყველაფრიდან გამომდინარეობს მარტივი და ლოგიკური დასკვნა. ურთიერთობა ნახშირწყლებსა დაცხიმის მეტაბოლიზმი მიზნად ისახავს მხოლოდ ერთ რამეს - დააკმაყოფილოს ორგანიზმის მიერ გამოცდილი ენერგეტიკული მოთხოვნილებები.
