ორგანული ნივთიერებების დიდი რაოდენობა, რომლებიც ქმნიან ცოცხალ უჯრედს, ხასიათდება დიდი მოლეკულური ზომით და წარმოადგენს ბიოპოლიმერებს. ეს მოიცავს ცილებს, რომლებიც შეადგენენ მთლიანი უჯრედის მშრალი მასის 50-დან 80%-მდე. ცილის მონომერები არის ამინომჟავები, რომლებიც ერთმანეთთან დაკავშირებულია პეპტიდური ბმებით. ცილის მაკრომოლეკულებს აქვთ ორგანიზაციის რამდენიმე დონე და ასრულებენ უჯრედში უამრავ მნიშვნელოვან ფუნქციას: სამშენებლო, დამცავი, კატალიზური, საავტომობილო და ა.შ. რომლებიც ქმნიან ადამიანის სხეულს.
პოლიპეპტიდური მაკრომოლეკულების ორგანიზაციის ფორმები
ამინომჟავების ნარჩენები თანმიმდევრულად უკავშირდება ერთმანეთს ძლიერი კოვალენტური ბმებით ე.წ.პეპტიდი. ისინი საკმაოდ ძლიერია და სტაბილურ მდგომარეობაში ინარჩუნებენ ცილის პირველად სტრუქტურას, რომელსაც აქვს ჯაჭვის ფორმა. მეორადი ფორმა ჩნდება მაშინ, როდესაც პოლიპეპტიდური ჯაჭვი ტრიალდება ალფა სპირალში. იგი სტაბილიზდება დამატებით წარმოქმნილი წყალბადის ბმებით. მესამეული, ანუ მშობლიური კონფიგურაცია ფუნდამენტური მნიშვნელობისაა, რადგან ცოცხალ უჯრედში გლობულური ცილების უმეტესობას სწორედ ასეთი სტრუქტურა აქვს. სპირალი შეფუთულია სფეროს ან გლობულის სახით. მისი სტაბილურობა განპირობებულია არა მხოლოდ ახალი წყალბადის ბმების გამოჩენით, არამედ დისულფიდური ხიდების წარმოქმნით. ისინი წარმოიქმნება გოგირდის ატომების ურთიერთქმედების გამო, რომლებიც ქმნიან ამინომჟავას ცისტეინს. მესამეული სტრუქტურის ფორმირებაში მნიშვნელოვან როლს თამაშობს ჰიდროფილური და ჰიდროფობიური ურთიერთქმედება ატომების ჯგუფებს შორის პეპტიდის სტრუქტურაში. თუ გლობულური ცილა ერწყმის იმავე მოლეკულებს არაცილოვანი კომპონენტის მეშვეობით, მაგალითად, ლითონის იონი, მაშინ წარმოიქმნება მეოთხეული კონფიგურაცია - პოლიპეპტიდის ორგანიზების უმაღლესი ფორმა.
ფიბრილარული ცილები
უჯრედში შეკუმშვის, მოტორული და აღმშენებლობის ფუნქციებს ასრულებენ ცილები, რომელთა მაკრომოლეკულები თხელ ძაფებს - ფიბრილებს ჰგავს. პოლიპეპტიდები, რომლებიც ქმნიან კანის, თმის და ფრჩხილების ბოჭკოებს, კლასიფიცირდება როგორც ფიბრილარული სახეობები. მათგან ყველაზე ცნობილია კოლაგენი, კერატინი და ელასტინი. ისინი არ იხსნება წყალში, მაგრამ შეუძლიათ მასში შეშუპება და წებოვანი და ბლანტი მასის წარმოქმნა. წრფივი სტრუქტურის პეპტიდები ასევე არის დაშლის ღეროების ძაფების ნაწილი, რომლებიც ქმნიან უჯრედის მიტოზურ აპარატს. Ისინი არიანმიამაგრეთ ქრომოსომები, იკუმშება და გაჭიმეთ ისინი უჯრედის პოლუსებზე. ეს პროცესი შეინიშნება მიტოზის ანაფაზაში - სხეულის სომატური უჯრედების დაყოფაში, ასევე ჩანასახოვანი უჯრედების დაყოფის შემცირებისა და განტოლების ეტაპებში - მეიოზის დროს. გლობულური ცილისგან განსხვავებით, ფიბრილებს შეუძლიათ სწრაფად გაჭიმვა და შეკუმშვა. წამწამები-ფეხსაცმლის წამწამები, ევგლენა მწვანე ან ერთუჯრედიანი წყალმცენარეების დროშები - ქლამიდომონა აგებულია ბოჭკოებისგან და ასრულებენ მოძრაობის ფუნქციებს უმარტივეს ორგანიზმებში. კუნთების ცილების - აქტინისა და მიოზინის შეკუმშვა, რომლებიც კუნთოვანი ქსოვილის ნაწილია, განსაზღვრავს ჩონჩხის კუნთების სხვადასხვა მოძრაობას და ინარჩუნებს ადამიანის სხეულის კუნთოვან ჩონჩხს.
სფერული ცილების სტრუქტურა
პეპტიდები - სხვადასხვა ნივთიერების მოლეკულების მატარებლები, დამცავი ცილები - იმუნოგლობულინები, ჰორმონები - ეს არის ცილების არასრული ჩამონათვალი, რომელთა მესამეულ სტრუქტურას აქვს ბურთის ფორმა - გლობული. სისხლში არის გარკვეული ცილები, რომლებსაც ზედაპირზე აქვთ გარკვეული უბნები – აქტიური ცენტრები. მათი დახმარებით ისინი ცნობენ და საკუთარ თავს უმაგრებენ ბიოლოგიურად აქტიური ნივთიერებების მოლეკულებს, რომლებიც წარმოიქმნება შერეული და შინაგანი სეკრეციის ჯირკვლებით. გლობულური ცილების, ფარისებრი ჯირკვლისა და სასქესო ჯირკვლების, თირკმელზედა ჯირკვლების, თიმუსის, ჰიპოფიზის ჰორმონების დახმარებით გადაეცემა ადამიანის სხეულის გარკვეულ უჯრედებს, რომლებიც აღჭურვილია მათი ამოცნობისთვის სპეციალური რეცეპტორებით.
მემბრანული პოლიპეპტიდები
უჯრედული მემბრანების სტრუქტურის სითხე-მოზაიკური მოდელი საუკეთესოდ არის ადაპტირებული მათ მნიშვნელოვან ფუნქციებზე: ბარიერი,რეცეპტორი და ტრანსპორტი. მასში შემავალი ცილები ახორციელებენ გარკვეული ნივთიერებების იონებისა და ნაწილაკების ტრანსპორტირებას, როგორიცაა გლუკოზა, ამინომჟავები და ა.შ. გლობულური მატარებელი ცილების თვისებების შესწავლა შესაძლებელია მაგალითად ნატრიუმ-კალიუმის ტუმბოს გამოყენებით. ის ახორციელებს იონების გადასვლას უჯრედიდან უჯრედშორის სივრცეში და პირიქით. ნატრიუმის იონები მუდმივად მოძრაობენ უჯრედის ციტოპლაზმის შუაში, ხოლო კალიუმის კათიონები მუდმივად მოძრაობენ უჯრედიდან. ამ იონების სასურველი კონცენტრაციის დარღვევა იწვევს უჯრედის სიკვდილს. ამ საფრთხის თავიდან ასაცილებლად, უჯრედის მემბრანაში ჩაშენებულია სპეციალური ცილა. გლობულური ცილების სტრუქტურა ისეთია, რომ ისინი ატარებენ კათიონებს Na+ და K+კონცენტრაციის გრადიენტის მიმართ ადენოზინტრიფოსფორის მჟავას ენერგიის გამოყენებით.
ინსულინის სტრუქტურა და ფუნქცია
სფერული სტრუქტურის ხსნადი ცილები, რომლებიც მესამეულ ფორმაშია, მოქმედებენ როგორც მეტაბოლიზმის რეგულატორები ადამიანის ორგანიზმში. ინსულინი იწარმოება ლანგერჰანსის კუნძულების ბეტა უჯრედების მიერ და აკონტროლებს სისხლში გლუკოზის დონეს. იგი შედგება ორი პოლიპეპტიდური ჯაჭვისგან (α- და β-ფორმები), რომლებიც დაკავშირებულია რამდენიმე დისულფიდური ხიდით. ეს არის კოვალენტური ბმები, რომლებიც წარმოიქმნება გოგირდის შემცველი ამინომჟავის - ცისტეინის მოლეკულებს შორის. პანკრეასის ჰორმონი ძირითადად შედგება ამინომჟავების ერთეულების მოწესრიგებული თანმიმდევრობისგან, რომლებიც ორგანიზებულია ალფა სპირალის სახით. მის მცირე ნაწილს აქვს β-სტრუქტურის ფორმა და ამინომჟავის ნარჩენები სივრცეში მკაცრი ორიენტაციის გარეშე.
ჰემოგლობინი
გლობული პეპტიდების კლასიკური მაგალითისისხლში არსებული ცილა, რომელიც იწვევს სისხლის წითელ ფერს, არის ჰემოგლობინი. ცილა შეიცავს ოთხ პოლიპეპტიდურ რეგიონს ალფა და ბეტა სპირალის სახით, რომლებიც დაკავშირებულია არაცილოვანი კომპონენტით - ჰემით. იგი წარმოდგენილია რკინის იონით, რომელიც აკავშირებს პოლიპეპტიდურ ჯაჭვებს მეოთხეულ ფორმასთან დაკავშირებულ ერთ დადასტურებად. ჟანგბადის ნაწილაკები მიმაგრებულია ცილის მოლეკულაზე (ამ ფორმით მას ოქსიჰემოგლობინს უწოდებენ) და შემდეგ ტრანსპორტირდება უჯრედებში. ეს უზრუნველყოფს დისიმილაციის პროცესების ნორმალურ მიმდინარეობას, ვინაიდან ენერგიის მისაღებად უჯრედი აჟანგებს მასში შესულ ორგანულ ნივთიერებებს.
სისხლის ცილის როლი გაზების ტრანსპორტირებაში
ჟანგბადის გარდა, ჰემოგლობინს შეუძლია ნახშირორჟანგის მიმაგრებაც. ნახშირორჟანგი წარმოიქმნება როგორც კატაბოლური უჯრედული რეაქციების გვერდითი პროდუქტი და უნდა მოიხსნას უჯრედებიდან. თუ ჩასუნთქული ჰაერი შეიცავს ნახშირბადის მონოქსიდს - ნახშირბადის მონოქსიდს, მას შეუძლია შექმნას ძლიერი კავშირი ჰემოგლობინთან. ამ შემთხვევაში, სუნთქვის პროცესში მყოფი უფერო და უსუნო ტოქსიკური ნივთიერება სწრაფად აღწევს სხეულის უჯრედებში, რაც იწვევს მოწამვლას. განსაკუთრებით მგრძნობიარეა ნახშირბადის მონოქსიდის მაღალი კონცენტრაციის მიმართ ტვინის სტრუქტურები. არსებობს სუნთქვის ცენტრის დამბლა, რომელიც მდებარეობს მედულას მოგრძო ტვინში, რაც იწვევს დახრჩობის შედეგად სიკვდილს.
ჩვენს სტატიაში ჩვენ განვიხილეთ პეპტიდების სტრუქტურა, სტრუქტურა და თვისებები, ასევე მოვიყვანეთ გლობულური ცილების მაგალითები, რომლებიც ასრულებენ უამრავ მნიშვნელოვან ფუნქციას ადამიანის ორგანიზმში.
