Olbaltumvielas ir sarežģītas olbaltumvielas molekulas izkārtoti cietā struktūrā. To veidošanos šūnās sauc par olbaltumvielu biosintēzi. Olbaltumvielas var sastāvēt no vairākiem 1,000 aminoskābes. Tie ir neaizstājami visu dzīvo organismu veidotāji.
Kas ir olbaltumvielu biosintēze?
Olbaltumvielas ir sarežģītas olbaltumvielas molekulas izkārtoti cietā struktūrā. To veidošanos šūnās sauc par olbaltumvielu biosintēzi. Olbaltumvielas tiek sintezētas no aminoskābes sarežģītā bioķīmiskajā procesā. Tas notiek ribosomas šūnas. Kaut arī olbaltumvielai ir sarežģīta struktūra, ribosoma saņem precīzu informāciju, kādā secībā aminoskābes ir jāsavieno kopā. Informācija par olbaltumvielu struktūru tiek glabāta DNS. Cilvēks gēns sastāv no 23 hromosomas divos eksemplāros, izņemot vīriešu Y hromosomu. Katrā hromosomā ir divas vai viena gara DNS virkne. Tas tiek likvidēts fiksētā formā (dubultā spirāle) ar olbaltumvielu palīdzību sarežģītā procesā. Cilvēkiem ir aptuveni 25,000 1,000 gēnu, tāpēc vienā hromosomā tiek uzglabāti apmēram XNUMX gēni. Kā likums, viens gēns ir atbildīgs par olbaltumvielu sintēzi. Lai sintezētu olbaltumvielu, olbaltumvielu DNS jāpārvadā no šūnas kodola uz ribosomas. Šim nolūkam iestāde izgatavo kopiju gēns, kurjera RNS vai mRNS. Šī kopija migrē šūnu plazmā uz ribosomas, kur tas ir kodēts. Ribosomas piesaista sevi hromosomu virknei un veido jauno olbaltumvielu molekulas. Šo procesu sauc par tulkošanu. Tagad olbaltumvielu ķēde izvēršas galīgajā formā un atdalās no ribosomām.
Funkcija un uzdevums
Olbaltumvielu biosintēzes laikā aminoskābju ķēdes pilnīgs ģenētiskais kods tiek pārveidots un pārveidots trīsdimensiju struktūrā. Šo procesu kontrolē kodola ģenētiskais kods. Olbaltumvielu biosintēze ir vitāli svarīga, jo olbaltumvielas ietekmē gandrīz visus cilvēka ķermeņa procesus. Viņi ir atbildīgi arī par mūsu izskatu. Olbaltumvielu struktūra ir ģenētiski noteikta. Ribosomas nedarbojas kā mašīnas un dažreiz pat seko nejaušiem reakcijas ceļiem. Kaut arī nejaušībai ir nozīme atsevišķos reakcijas posmos, ribosomas tomēr darbojas ārkārtīgi droši un gandrīz nekad neietver nepareizo amino skābes ķēdē. Kā elementāri organisma veidojošie elementi olbaltumvielas atrodas visās audu struktūrās, kā arī ķermeņa šķidrumi. Pastāvīga olbaltumvielu piegāde ir nepieciešama ķermeņa vielas uzturēšanai, kurā pastāvīgi notiek degradācijas un pārveidošanās procesi, dziedināšanai, reprodukcijai un augšanai, kā arī struktūru ražošanai. spēks sportisti cer izmantot uztura olbaltumvielas, lai stimulētu olbaltumvielu sintēzi muskuļos un veidotu vairāk muskuļu. Amino pieejamība skābes var stimulēt olbaltumvielu sintēzi, bet viedokļi atšķiras par to, cik lielā mērā tas notiek. Tomēr ir pierādīts, ka pat veselīgs ķermenis ar samazinātu muskuļu daudzumu masa mazāk spēj tikt galā ar stresa situācijām. Lai izveidotu pastāvīgu aminoskābju daudzumu skābes veiktspējas uzlabošanas iemeslu dēļ tomēr ir pretrunīgs, jo, ja koncentrācija aminoskābju asinis ir ļoti augsts ilgā laika posmā, organisms vienkārši izslēdz olbaltumvielu biosintēzi. Tādējādi, lai sasniegtu muskuļu pieaugumu masa, laiks ir nozīmīgāks par olbaltumvielu daudzumu. Izaugsmes faktori, piemēram, insulīna ietekmē olbaltumvielu biosintēzi, jo tie var stimulēt aminoskābju uzņemšanu. Šie uzlabo veiktspēju narkotikas ir aizliegti kā dopings sacensību sportā.
Slimības un kaites
Olbaltumvielu biosintēzes sarežģītais process ir pakļauts traucējumiem. Novecošana un slimības ir lielākie olbaltumvielu biosintēzes ietekmētāji. Pareiza pozīcija un sakārtota pārvietošanas RNS (translokācijas) virzība ir īpaši svarīga vienmērīgai sintēzes progresēšanai. Ja tas ir traucēts, veselība ir apdraudēta, jo mikroorganismiem tagad ir viegla spēle. Daudzas slimības ir saistītas ar olbaltumvielu biosintēzes traucējumiem, piemēram, ar fermenti. Viens no medicīnisko pētījumu mērķiem ir saistīts ar strukturālu ieskatu par antibiotikas. Pēdējais antibiotikas darbojas tieši uz olbaltumvielu biosintēzi ribosomās antibiotika traucē sintēzi, tieši piestiprinot pie ribosomām, lai nogalinātu nevēlamus patogēni uz vietas. Aminoskābes stimulē mitohondriji, šūnu spēkstacijas. Šūnās, kas patērē daudz enerģijas, piemēram, skeleta un sirds muskuļos, ir īpaši liels to skaits mitohondriji. Darbība rada enerģiju un stimulē vielmaiņas procesus. Deģeneratīvas muskuļu slimības gadījumā muskuļu kustība ir īpaši svarīga, lai aktivizētu olbaltumvielu biosintēzi. Ja olbaltumvielu ražošana samazinās, mērķis bieži ir palielināta aminoskābju mobilizācija. Hormoni var arī kontrolēt muskuļu darbību. Testosterons, piemēram, ir pazīstams ar savu anabolisko efektu, jo tas stimulē olbaltumvielu ražošanu un veicina muskuļu augšanu. Olbaltumvielu locīšanas traucējumi novērš pareizu olbaltumvielu pavedienu locīšanu un tiem ir nopietnas sekas. Tiek uzskatīts, ka cēlonis ir gēnu mutācija. Nepareizi salocīti proteīni rada dažādas slimības, un šūnas vienmēr reaģē ar uzsvars. Tā kā darījums tiek nomākts, tiek palielināta kaitīgo vielu sintēze. Arī jau vitamīnu trūkums var vadīt līdz olbaltumvielu biosintēzes traucējumiem. Starp vitamīni, vitamīns B6 visvairāk ietekmē olbaltumvielu sintēzi. Trūkums izraisa nervu bojājumi, ādas izmaiņas, augšanas traucējumi un muskuļu atrofija. Iegūtie olbaltumvielu biosintēzes traucējumi galvenokārt ir aknas iekaisums un aknu ciroze. Iekaisums noved pie izmaiņām aminoskābju secībā. Transkripcijas vai tulkošanas kļūdas un smagas infekcijas slimības var radīt arī nepareizu locīšanu. Mūsdienās bioķīmiķi mēģina aprēķināt olbaltumvielu biosintēzes dinamiku, lai izārstētu ģenētiski izraisītās slimības. Šie secinājumi savukārt ietekmē visus šūnu procesus.
