ერთხელ ცნობილმა ფილოსოფოსმა თქვა: "სიცოცხლე არის ცილის სხეულების არსებობის ფორმა". და ის აბსოლუტურად მართალი იყო, რადგან სწორედ ეს ორგანული ნივთიერებაა ორგანიზმების უმეტესობის საფუძველი. მეოთხეული სტრუქტურის პროტეინს აქვს ყველაზე რთული სტრუქტურა და უნიკალური თვისებები. ჩვენი სტატია მას მიეძღვნება. ჩვენ ასევე განვიხილავთ ცილის მოლეკულების სტრუქტურას.
რა არის ორგანული ნივთიერება
ორგანული ნივთიერებების დიდი ჯგუფი გაერთიანებულია ერთი საერთო თვისებით. ისინი შედგება რამდენიმე ქიმიური ელემენტისგან. მათ ორგანულს უწოდებენ. ეს არის წყალბადი, ჟანგბადი, ნახშირბადი და აზოტი. ისინი ქმნიან ორგანულ ნივთიერებებს.
კიდევ ერთი საერთო თვისება არის ის, რომ ისინი ყველა ბიოპოლიმერია. ეს არის დიდი მაკრომოლეკულები. ისინი შედგება დიდი რაოდენობით განმეორებადი ერთეულებისგან, რომლებსაც მონომერები უწოდებენ. ნახშირწყლებისთვის ეს არის მონოსაქარიდები, ლიპიდებისთვის, გლიცერინი და ცხიმოვანი მჟავები. მაგრამ დნმ და რნმ შედგება ნუკლეოტიდებისგან.
ქიმიურიცილების სტრუქტურა
პროტეინის მონომერები არის ამინომჟავები, რომელთაგან თითოეულს აქვს საკუთარი ქიმიური სტრუქტურა. ეს მონომერი დაფუძნებულია ნახშირბადის ატომზე, ის ქმნის ოთხ ბმას. პირველი მათგანი - წყალბადის ატომით. და მეორე და მესამე, შესაბამისად, იქმნება ამინო და კარბოქსი ჯგუფით. ისინი განსაზღვრავენ არა მხოლოდ ბიოპოლიმერის მოლეკულების სტრუქტურას, არამედ მათ თვისებებს. ამინომჟავის მოლეკულაში ბოლო ჯგუფს რადიკალი ეწოდება. ეს არის ზუსტად ატომების ჯგუფი, რომელშიც ყველა მონომერი განსხვავდება ერთმანეთისგან, რაც იწვევს ცილების და ცოცხალი არსების უზარმაზარ მრავალფეროვნებას.
ცილის მოლეკულის სტრუქტურა
ამ ორგანული ნივთიერებების ერთ-ერთი მახასიათებელი ის არის, რომ მათ შეუძლიათ არსებობდნენ ორგანიზაციის სხვადასხვა დონეზე. ეს არის ცილის პირველადი, მეორადი, მესამეული, მეოთხეული სტრუქტურა. თითოეულ მათგანს აქვს გარკვეული თვისებები და თვისებები.
პირველადი სტრუქტურა
ეს ცილის სტრუქტურა სტრუქტურაში ყველაზე მარტივია. ეს არის ამინომჟავების ჯაჭვი, რომელიც დაკავშირებულია პეპტიდური ბმებით. ისინი წარმოიქმნება მეზობელი მოლეკულების ამინო და კარბოქსი ჯგუფებს შორის.
მეორადი სტრუქტურა
როდესაც ამინომჟავების ჯაჭვი ხვდება სპირალში, წარმოიქმნება ცილის მეორადი სტრუქტურა. ასეთ მოლეკულაში კავშირს წყალბადი ეწოდება და მისი ატომები ქმნიან იმავე ელემენტებს ამინომჟავების ფუნქციურ ჯგუფებში. პეპტიდებთან შედარებით, მათ აქვთ გაცილებით ნაკლები ძალა, მაგრამ შეუძლიათ ამ სტრუქტურის შენარჩუნება.
მესამეული სტრუქტურა
მაგრამ შემდეგი სტრუქტურა არის ბურთი, რომელშიც ამინომჟავების სპირალია გადაგრეხილი. მას ასევე უწოდებენ გლობულს. ის არსებობს ობლიგაციების გამო, რომლებიც წარმოიქმნება მხოლოდ გარკვეული ამინომჟავის - ცისტეინის ნარჩენებს შორის. მათ დისულფიდებს უწოდებენ. ამ სტრუქტურას ასევე მხარს უჭერს ჰიდროფობიური და ელექტროსტატიკური ბმები. პირველი არის წყლის გარემოში ამინომჟავებს შორის მიზიდულობის შედეგი. ასეთ პირობებში მათი ჰიდროფობიური ნარჩენები პრაქტიკულად „ერთმანეთს ეწებება“და ქმნის გლობულს. გარდა ამისა, ამინომჟავის რადიკალებს აქვთ საპირისპირო მუხტები, რომლებიც იზიდავს ერთმანეთს. ეს იწვევს დამატებით ელექტროსტატიკურ ბმებს.
მეოთხეული სტრუქტურის ცილა
ცილის მეოთხეული სტრუქტურა ყველაზე რთულია. ეს არის რამდენიმე გლობულის შერწყმის შედეგი. ისინი შეიძლება განსხვავდებოდეს როგორც ქიმიური შემადგენლობით, ასევე სივრცითი ორგანიზებით. თუ მეოთხეული სტრუქტურის ცილა იქმნება მხოლოდ ამინომჟავების ნარჩენებისგან, ეს მარტივია. ასეთ ბიოპოლიმერებს პროტეინებსაც უწოდებენ. მაგრამ თუ ამ მოლეკულებზე არაცილოვანი კომპონენტებია მიმაგრებული, ჩნდება ცილები. ყველაზე ხშირად, ეს არის ამინომჟავების კომბინაცია ნახშირწყლებით, ნუკლეინის და ფოსფორის მჟავების ნარჩენებით, ლიპიდებით, ცალკეული რკინისა და სპილენძის ატომებით. ბუნებაში ასევე ცნობილია ცილების კომპლექსები ბუნებრივი შეღებვის ნივთიერებებით - პიგმენტებით. ცილის მოლეკულების ეს სტრუქტურა უფრო რთულია.
ცილის მეოთხეული სტრუქტურის სივრცითი ფორმა არისმისი თვისებების განსაზღვრა. მეცნიერებმა აღმოაჩინეს, რომ ძაფისებრი ან ბოჭკოვანი ბიოპოლიმერები წყალში არ იხსნება. ისინი ასრულებენ არსებით ფუნქციებს ცოცხალი ორგანიზმებისთვის. ამრიგად, კუნთების პროტეინები აქტინი და მიოზინი უზრუნველყოფენ მოძრაობას, ხოლო კერატინი არის ადამიანის და ცხოველის თმის საფუძველი. მეოთხეული სტრუქტურის სფერული ან სფერული ცილები წყალში ძალიან ხსნადია. მათი როლი ბუნებაში განსხვავებულია. ასეთ ნივთიერებებს შეუძლიათ გადაიტანონ აირები, როგორიცაა სისხლში ჰემოგლობინი, დაშალონ საკვები, როგორიცაა პეპსინი, ან შეასრულონ დამცავი ფუნქცია, როგორიცაა ანტისხეულები.
პროტეინის თვისებები
მეოთხეულ ცილას, განსაკუთრებით გლობულურს, შეუძლია შეცვალოს მისი სტრუქტურა. ეს პროცესი ხდება სხვადასხვა ფაქტორების გავლენის ქვეშ. ეს არის ყველაზე ხშირად მაღალი ტემპერატურა, კონცენტრირებული მჟავები ან მძიმე ლითონები.
თუ ცილის მოლეკულა იხსნება ამინომჟავების ჯაჭვში, ამ თვისებას დენატურაცია ეწოდება. ეს პროცესი შექცევადია. ამ სტრუქტურას შეუძლია კვლავ შექმნას მოლეკულების გლობულები. ამ საპირისპირო პროცესს რენატურაცია ეწოდება. თუ ამინომჟავის მოლეკულები ერთმანეთს შორდებიან და პეპტიდური ბმები იშლება, ხდება დეგრადაცია. ეს პროცესი შეუქცევადია. ასეთი ცილის აღდგენა შეუძლებელია. განადგურება განხორციელდა თითოეული ჩვენგანის მიერ, როდესაც კვერცხები შევწვით.
ამგვარად, ცილის მეოთხეული სტრუქტურა არის ბმის ტიპი, რომელიც წარმოიქმნება მოცემულ მოლეკულაში. ის საკმარისად ძლიერია, მაგრამ გარკვეული ფაქტორების გავლენით ის შეიძლება დაიშალოს.
