تعتبر اللبنة الأساسية للبروتين وحدة مهمة للبروتينات. تعد البروتينات من بين أكثر الجزيئات العضوية وفرة في الأنظمة الحية وهي الأكثر تنوعًا في التركيب والوظيفة ، كل ذلك وصولاً إلى هذه الوحدة الأساسية.
وحدة بناء البروتين
البروتينات هي المنتجات النهائية لعملية فك التشفير ، والتي تبدأ بالمعلومات الموجودة في الحمض النووي الخلوي. تشكل البروتينات ، كوحدات عمل للخلية ، العناصر الهيكلية والحركية للخلية. كما أنها تعمل كمحفزات لكل تفاعل كيميائي حيوي يحدث في الكائنات الحية. إنها اللبنات الأساسية للبروتين. اللبنات الأساسية في البروتينات هي أحماض أمينية، وهي جزيئات عضوية صغيرة تتكون من ذرة كربون ألفا مركزية مرتبطة بمجموعة أمينية ، ومجموعة كربوكسيل ، وذرة هيدروجين ، ومكون متغير يسمى سلسلة جانبية ، وفي الواقع يحتوي كل جين في الحمض النووي الخلوي على رمز فريد من نوعه بنية البروتين ، ويتم تجميع هذه البروتينات مع تسلسلات مختلفة من الأحماض الأمينية ، حيث يتم تجميعها معًا بواسطة روابط مختلفة وتشكيلها في مجموعة متنوعة من الهياكل ثلاثية الأبعاد ؛ لذلك ، ترتبط العديد من الأحماض الأمينية في البروتين ببعضها البعض عن طريق روابط الببتيد لتشكيل سلسلة طويلة ، والتسلسل الخطي للأحماض الأمينية داخل البروتين هو الهيكل الأساسي للبروتين.
مكونات البروتين
تتكون البروتينات من عشرين حمضًا أمينيًا ، حيث أن وحدة بناء البروتين هي الأحماض الأمينية ، والتي تشمل الكربون والهيدروجين والأكسجين والنيتروجين والكبريت في بعضها ، بحيث يتم تكوين مجموعة الأمين ومجموعة الكربوكسيل ، والأحماض الأمينية ترتبط ببعضها البعض وتتشكل روابط الببتيد من خلال تفاعل كيميائي حيوي يتكون من فقدان جزيء الماء ؛ تحتوي أكبر مجموعة من الأحماض الأمينية على سلاسل جانبية غير قطبية ، والعديد من الأحماض الأمينية الأخرى لها سلاسل جانبية بشحنات موجبة أو سالبة ، في حين أن البعض الآخر يحتوي على سلاسل جانبية قطبية ولكنها غير مشحونة ، وتعد كيمياء السلاسل الجانبية للأحماض الأمينية أمرًا بالغ الأهمية بالنسبة لـ بنية البروتين لأن هذه السلاسل الجانبية يمكن أن ترتبط ببعضها البعض لتحمل طول البروتين في شكل معين ، فإن السلاسل الجانبية للأحماض الأمينية المشحونة يمكن أن تشكل روابط أيونية ، والأحماض الأمينية القطبية قادرة على تكوين روابط هيدروجينية.
أنواع البروتينات
يمكن أن تلعب البروتينات مجموعة واسعة من الأدوار في الخلية أو في الكائن الحي. يمكن أيضًا تصنيف البروتينات وفقًا لوظائفها إلى نوعين: بروتينات الإنزيم والبروتينات الهرمونية. يتبع شرح لهذه الأنواع من البروتينات ووظائفها.
الانزيمات
إنها بروتينات تحفز التفاعلات الكيميائية الحيوية. هذه الإنزيمات ضرورية للعمليات الكيميائية مثل الهضم والتمثيل الغذائي الخلوي. بدون الإنزيمات ، ستعمل معظم العمليات الفسيولوجية ببطء شديد. هناك فئتان أساسيتان من الإنزيمات:
- إنزيم تقويضي : هي إنزيمات تكسر ركائزها.
- إنزيمات الابتنائية : هي الإنزيمات التي تبني جزيئات أكثر تعقيدًا من ركائزها.
الهرمونات
تعمل بعض البروتينات كجزيئات إشارات كيميائية تسمى الهرمونات ، ويتم إفراز هذا النوع من البروتين بواسطة خلايا الغدد الصماء التي تتحكم أو تنظم عمليات فسيولوجية معينة ، والتي تشمل النمو والتطور والتمثيل الغذائي والتكاثر ؛ من الأمثلة على الهرمونات الأنسولين ، فهو هرمون بروتيني يساعد على تنظيم مستويات السكر في الدم. تعمل البروتينات الأخرى كمستقبلات لاكتشاف تركيزات المواد الكيميائية وإرسال إشارات للاستجابة. كما أن بعض أنواع الهرمونات ، مثل: الاستروجين والتستوستيرون ، هي منبهات للدهون وليست بروتينات.
وظائف البروتينات
تؤدي البروتينات وظائف أساسية في جميع أنظمة جسم الإنسان ، وهذه السلاسل الطويلة من الأحماض الأمينية التي تعتبر أساسًا اللبنات الأساسية للبروتين مهمة جدًا في ما يلي:
- تحفيز التفاعلات الكيميائية.
- تركيب وإصلاح الحمض النووي.
- نقل المواد عبر الخلية.
- استقبال ونقل الإشارات الكيميائية.
- الاستجابة للمنبهات
- تقديم الدعم الهيكلي.
من الوظائف الأخرى للبروتين أنه يؤدي وظائف أساسية في جميع أنحاء أنظمة جسم الإنسان. في الجهاز التنفسي ، الهيموغلوبين ، المكون من أربع وحدات بروتينية فرعية ، ينقل الأكسجين لاستخدامه في التمثيل الغذائي الخلوي. تحمل البروتينات الإضافية في بلازما الدم العناصر الغذائية والنفايات الأيضية في جميع أنحاء الجسم. تشكل بروتينات الأكتين والتوبولين هياكل خلوية ، بينما يشكل الكيراتين الدعم الهيكلي للخلايا الميتة التي تتحول إلى أظافر وشعر ؛ تساعد الأجسام المضادة ، التي تسمى أيضًا الغلوبولين المناعي ، الجهاز المناعي على التعرف على مسببات الأمراض الأجنبية وتدميرها ، ويسمح الأكتين والميوسين للعضلات بالتقلص ، بينما يغذي الألبومين النمو المبكر للجنين.
في الختام ، نستنتج أننا حددنا وحدة بناء البروتين الأساسية ، والتي تتكون من مجموعة من المجموعات الوظيفية ، والتي ، فيما يتعلق ببعضها البعض ، تدعم البروتين للقيام بوظائفه المتعددة في خلايا وأجسام الكائنات الحية المختلفة.