Valgud on kõrgmolekulaarsed orgaanilised ained, mis koosnevad alfa-aminohapetest, mis on peptiidsidemega ühendatud üheks ahelaks. Nende peamine ülesanne on reguleerida. Ja sellest, milles ja kuidas see avaldub, tuleb nüüd üksikasjalikult rääkida.
Protsessi kirjeldus
Valkudel on võime teavet vastu võtta ja edastada. Sellega on nende rakendamine rakkudes ja kogu kehas kui tervikus toimuvate protsesside reguleerimisel seotud.
See toiming on pöörduv ja nõuab tavaliselt ligandi olemasolu. See omakorda on keemilise ühendi nimetus, mis moodustab biomolekulidega kompleksi ja tekitab seejärel teatud mõjusid (farmakoloogilisi, füsioloogilisi või biokeemilisi).
Huvitaval kombel avastavad teadlased regulaarselt uusi reguleerivaid valke. Eeldatakse, et tänapäeval on neist teada vaid väike osa.
Reguleerivat funktsiooni täitvad valgud jagunevad sortideks. Ja igaühest neist tasub eraldi rääkida.
Funktsionaalneklassifikatsioon
Ta on üsna tavapärane. Lõppude lõpuks võib üks hormoon täita mitmesuguseid ülesandeid. Kuid üldiselt tagab reguleeriv funktsioon raku liikumise läbi selle tsükli, edasise transkriptsiooni, translatsiooni, splaissimise ja teiste valguühendite aktiivsuse.
See kõik juhtub tänu seondumisele teiste molekulidega või ensümaatilise toime tõttu. Muide, need ained mängivad väga olulist rolli. Ensüümid, olles keerulised molekulid, kiirendavad ju elusorganismis keemilisi reaktsioone. Ja mõned neist pärsivad teiste valkude aktiivsust.
Nüüd saate liikuda edasi liikide klassifikatsiooni uurimise juurde.
Valgud-hormoonid
Need mõjutavad erinevaid füsioloogilisi protsesse ja otseselt ainevahetust. Valguhormoonid moodustuvad sisesekretsiooninäärmetes, misjärel kandub veri infosignaali edastamiseks edasi.
Need levisid juhuslikult. Kuid need toimivad ainult nendele rakkudele, millel on spetsiifilised retseptorvalgud. Ainult hormoonid saavad nendega ühendust võtta.
Reeglina reguleerivad aeglaseid protsesse hormoonid. Nende hulka kuuluvad keha areng ja üksikute kudede kasv. Kuid isegi siin on erandeid.
See on adrenaliin – aminohapete derivaat, neerupealise medulla peamine hormoon. Selle vabanemine kutsub esile närviimpulsi. Südame löögisagedus kiireneb, vererõhk tõuseb ja ilmnevad muud reaktsioonid. See mõjutab ka maksa - see provotseerib glükogeeni lagunemist. Selle tulemusena vabaneb glükoos verre ja ajjulihastega kasutage seda energiaallikana.
Retseptorvalgud
Neil on ka reguleeriv funktsioon. Inimkeha on tegelikult keeruline süsteem, mis võtab pidev alt vastu signaale välis- ja sisekeskkonnast. Seda põhimõtet järgitakse ka selle moodustavate rakkude töös.
Nii näiteks edastavad membraani retseptorvalgud signaali struktuurse elementaarüksuse pinn alt sissepoole, muutes seda samaaegselt. Nad reguleerivad raku funktsioone, seondudes ligandiga, mis asub raku välisküljel asuval retseptoril. Mis saab lõpuks? Veel üks rakusisene valk aktiveerub.
Tasub tähele panna üht olulist nüanssi. Valdav enamus hormoone mõjutab rakku ainult siis, kui selle membraanil on teatud retseptor. See võib olla glükoproteiin või mõni muu valk.
Võib tuua näite – β2-adrenergiline retseptor. See asub maksarakkude membraanil. Kui tekib stress, siis adrenaliini molekul seondub sellega, mille tulemusena aktiveerub β2-adrenergiline retseptor. Mis järgmisena juhtub? Juba aktiveeritud retseptor aktiveerib G-valgu, mis seob GTP-d veelgi. Pärast paljusid vaheetappe toimub glükogeeni fosforolüüs.
Mis on järeldus? Retseptor viis läbi esimese signaaliülekande, mis viis glükogeeni lagunemiseni. Selgub, et ilma selleta poleks rakus toimuvaid järgnevaid reaktsioone toimunud.
Transkriptsiooni regulaatorvalgud
Veel üksteema, mis vajab käsitlemist. Bioloogias on transkriptsioonifaktori mõiste. Nii nimetatakse valke, millel on ka reguleeriv funktsioon. See seisneb mRNA sünteesi protsessi juhtimises DNA matriitsil. Seda nimetatakse transkriptsiooniks – geneetilise informatsiooni edastamiseks.
Mida saab selle teguri kohta öelda? Valk täidab reguleerivat funktsiooni kas iseseisv alt või koos teiste elementidega. Tulemuseks on RNA polümeraasi reguleeritud geenijärjestustega seondumiskonstandi vähenemine või suurenemine.
Transkriptsioonifaktoritel on määrav tunnus – ühe või mitme DNA domeeni olemasolu, mis interakteeruvad spetsiifiliste DNA piirkondadega. Seda on oluline teada. Teistel valkudel, mis samuti osalevad geeniekspressiooni reguleerimises, puuduvad ju DNA domeenid. See tähendab, et neid ei saa liigitada transkriptsioonifaktoriteks.
Proteiini kinaasid
Rääkides sellest, millised elemendid täidavad rakkudes regulatiivset funktsiooni, tuleb nendele ainetele tähelepanu pöörata. Proteiini kinaasid on ensüümid, mis modifitseerivad teisi valke, fosforüülides aminohappejääke koostises sisalduvate hüdroksüülrühmadega (need on türosiin, treoniin ja seriin).
Mis see protsess on? Fosforüülimine muudab või muudab tavaliselt substraadi funktsiooni. Ensüümi aktiivsus, muide, võib samuti muutuda, samuti valgu asend rakus endas. Huvitav fakt! Arvatakse, et umbes 30% valkudest saabolema modifitseeritud proteiinkinaaside poolt.
Ja nende keemilist aktiivsust saab jälgida fosfaatrühma lõhustumises ATP-st ja edasisest kovalentsest kinnitumisest ülejäänud mis tahes aminohappega. Seega on proteiinkinaasidel tugev mõju rakkude elutegevusele. Kui nende töö on häiritud, võivad tekkida mitmesugused patoloogiad, isegi teatud tüüpi vähid.
Proteiinfosfataas
Jätkates regulatiivse funktsiooni tunnuste ja näidete uurimist, peaksime nendele valkudele tähelepanu pöörama. Proteiini fosfataaside toime on fosfaatrühmade elimineerimine.
Mida see tähendab? Lihtsam alt öeldes teostavad need elemendid defosforüülimist – protsessi, mis on vastupidine proteiinkinaaside toimel toimuvale.
Plaissimise regulatsioon
Te ei saa ka teda ignoreerida. Splaissimine on protsess, mille käigus teatud nukleotiidjärjestused eemaldatakse RNA molekulidest ja seejärel ühendatakse järjestused, mis on säilinud "küpses" molekulis.
Kuidas see on seotud uuritava teemaga? Eukarüootsetes geenides on piirkondi, mis ei kodeeri aminohappeid. Neid nimetatakse introniteks. Esiteks transkribeeritakse need transkriptsiooni käigus pre-mRNA-ks, misjärel lõikab spetsiaalne ensüüm need välja.
Splaissimises osalevad ainult need valgud, mis on ensümaatiliselt aktiivsed. Ainult nad suudavad anda prem-RNA-le soovitud konformatsiooni.
Muide, alternatiivse splaissimise kontseptsioon on endiselt olemas. See on väga huvitavprotsessi. Selles osalevad valgud takistavad mõne introni väljalõikamist, kuid aitavad samal ajal kaasa teiste eemaldamisele.
Süsivesikute ainevahetus
Reguleerivat funktsiooni kehas täidavad paljud elundid, süsteemid ja koed. Aga kuna me räägime valkudest, siis tasub rääkida ka süsivesikute rollist, mis on samuti olulised orgaanilised ühendid.
See on väga üksikasjalik teema. Süsivesikute ainevahetus tervikuna on tohutu hulk ensümaatilisi reaktsioone. Ja üks selle reguleerimise võimalustest on ensüümi aktiivsuse ümberkujundamine. See saavutatakse tänu konkreetse ensüümi funktsioneerivatele molekulidele. Või uute biosünteesi tulemusena.
Võib öelda, et süsivesikute regulatsioonifunktsioon põhineb tagasiside põhimõttel. Esiteks provotseerib rakku siseneva substraadi liig uute ensüümmolekulide sünteesi ja seejärel inhibeeritakse nende biosüntees (ju siis just selleni viib ainevahetusproduktide kuhjumine).
Rasvade ainevahetuse reguleerimine
Viimane sõna selle kohta. Kuna jutt oli valkudest ja süsivesikutest, siis tuleks mainida ka rasvu.
Nende ainevahetusprotsess on tihed alt seotud süsivesikute ainevahetusega. Kui glükoosi kontsentratsioon veres tõuseb, siis triglütseriidide (rasvade) lagunemine väheneb, mille tulemusena aktiveerub nende süntees. Selle koguse vähendamisel on vastupidi pärssiv toime. Selle tulemusena paraneb ja kiireneb rasvade lagunemine.
Sellest kõigest järeldub lihtne ja loogiline järeldus. Seos süsivesikute jarasvade ainevahetus on suunatud vaid ühele – keha kogetava energiavajaduse rahuldamisele.
