Valkude struktuur ja funktsioon

Valgud on väga olulised molekulid, mis on olulised kõigi elusorganismide jaoks. Kuiva massi järgi on valgud rakkude suurim ühik. Valgud osalevad praktiliselt kõigis rakufunktsioonides ja igale rollile on pühendatud erinevat tüüpi valk, ülesanded ulatuvad üldisest raku toetamisest raku signalisatsiooni ja liikumiseni. Kokku on seitset tüüpi valke.

Valgud

Valgud sünteesitakse kehas nn tõlge. Tõlge toimub tsütoplasma ja hõlmab muundamist geneetilised koodid valkudeks. Geneetilised koodid pannakse kokku DNA transkriptsiooni käigus, kus DNA dekodeeritakse RNA-ks. Rakustruktuurid, mida nimetatakse

Aminohapped on kõigi valkude ehitusplokid, sõltumata nende funktsioonist. Valgud on tavaliselt 20 ahelaga aminohapped. Inimkeha saab kõigi nende vajalike valkude valmistamiseks kasutada nende samade 20 aminohappe kombinatsioone. Enamik aminohappeid järgib strukturaalset matriitsi, milles alfa-süsinik on seotud järgmiste vormidega:

• Vesinikuaatom (H)
• Karboksüülrühm (-COOH)
• Aminorühm (-NH2)
• "Muutuja" rühm

Erinevate aminohapete tüüpide lõikes vastutab variatsiooni eest kõige enam "muutuv" rühm, kuna kõigil neil on vesiniku-, karboksüül- ja aminorühma sidemed.

Aminohapped ühendatakse dehüdratsiooni sünteesi kaudu, kuni nad moodustavad peptiidsidemeid. Kui nende sidemetega on seotud mitu aminohapet, moodustub polüpeptiidahel. Üks või mitu polüpeptiidahelat, mis on keerutatud 3D-kuju, moodustavad valgu.

Valgu struktuur võib olla ümmargune või kiuline sõltuvalt selle konkreetsest rollist (iga valk on spetsialiseerunud). Globulaarsed valgud on üldiselt kompaktsed, lahustuvad ja sfäärilise kujuga. Kiudvalgud on tavaliselt piklikud ja lahustumatud. Globaalsetel ja kiulistel valkudel võib olla ühte või mitut tüüpi valgustruktuure.

Seal on neli struktuuritaset valgu sisaldus: primaarne, sekundaarne, tertsiaarne ja kvaternaarne. Need tasemed määravad valgu kuju ja funktsiooni ning eristuvad üksteisest polüpeptiidahela keerukusastme järgi. Esmatasand on kõige põhilisem ja algelisem, samal ajal kui kvaternaarne tase kirjeldab keerulist sidumist.

Üks valgu molekul võib sisaldada ühte või mitut neist valgu struktuuritasemetest ning valgu struktuur ja keerukus määravad selle funktsiooni. Näiteks on kollageenil ülikermekujuline spiraalne kuju, mis on pikk, nöörenev, tugev ja trossilaadne - kollageen sobib suurepäraselt tuge. Hemoglobiin on teisest küljest volditud ja kompaktne globaalne valk. Selle sfääriline kuju on kasulik manööverdamiseks veresooned.

Valgu tüüpe, mille alla kõik valgud langevad, on kokku seitse. Nende hulka kuuluvad antikehad, kontraktiilsed valgud, ensüümid, hormonaalsed valgud, struktuurvalgud, säilitusvalgud ja transpordivalgud.

Antikehad on spetsiaalsed valgud, mis kaitsevad keha antigeenide või võõraste sissetungijate eest. Nende võime reisida läbi vereringe võimaldab neid kasutada immuunsussüsteem tuvastada ja kaitsta veres leiduvaid baktereid, viirusi ja muid võõraid sissetungijaid. Antikehade vastu võitlemiseks antigeenidega saab neid immobiliseerida, et neid saaks hävitada valged verelibled.

Kontraktiilsed valgud vastutavad lihased kokkutõmbumine ja liikumine. Nende valkude näideteks on aktiin ja müosiin. Eukarüootides on tavaliselt rohkesti aktiini, mis kontrollib lihaste kokkutõmbumist, samuti rakkude liikumis- ja jagunemisprotsesse. Müosiin annab aktiinile ülesandeid, varustades seda energiaga.

Ensüümid on valgud, mis hõlbustavad ja kiirendavad biokeemilisi reaktsioone, mistõttu neid nimetatakse sageli katalüsaatoriteks. Märkimisväärsed ensüümid hõlmavad laktaasi ja pepsiini, valke, mis on tuttavad nende rolliga seedetrakti tingimustes ja spetsiaalsetes dieetides. Laktoositalumatuse põhjustab laktaasi puudus - ensüüm, mis lagundab piimas leiduvat suhkrulaktoosi. Pepsiin on seedeensüüm, mis toimib maos toidu valkude lagundamisel - selle ensüümi puudus põhjustab seedehäireid.

Teised seedeensüümide näited on need esinevad süljes: sülje amülaas, sülje kallikreiin ja keeleline lipaas täidavad kõik olulisi bioloogilisi funktsioone. Sülje amülaas on peamine süljes leitav ensüüm ja see lagundab tärklise suhkruks.

Hormonaalsed valgud on messengervalgud, mis aitavad teatud kehafunktsioone koordineerida. Näited hõlmavad insuliini, oksütotsiini ja somatotropiini.

Insuliin reguleerib glükoosi metabolismi, reguleerides veresuhkru kontsentratsiooni kehas, stimuleerib oksütotsiini kokkutõmbed sünnituse ajal ja somatotropiin on kasvuhormoon, mis õhutab valkude tootmist lihastes rakud.

Struktuurvalgud on kiulised ja jämedad, tänu sellele moodustuvad need ideaalselt paljude teiste valkude nagu keratiini, kollageeni ja elastiini toetamiseks.

Keratiinid tugevdavad selliseid kaitsekatteid nagu nahk, juuksed, suled, suled, sarved ja nokk. Kollageen ja elastiin pakuvad tuge sidekoed nagu kõõlused ja sidemed.

Hoidmisvalgud reserveerige kehale aminohapped, kuni see on kasutamiseks valmis. Säilitusvalkude näideteks on munavalgetes leiduv ovalbumiin ja piimapõhine valk kaseiin. Ferritiin on veel üks valk, mis talletab raku transpordivalgus - hemoglobiinis.

Transpordivalgud on kandjavalgud, mis liiguvad kehas molekule ühest kohast teise. Hemoglobiin on üks neist ja selle ülesandeks on hapniku transportimine vere kaudu punased verelibled. Tsütokroomid, mis on veel üks transpordivalgu tüüp, toimivad elektronide transpordiahel elektronkandjate valkudena.