Protein là chất hữu cơ quan trọng nhất, số lượng chất này chiếm ưu thế hơn tất cả các đại phân tử khác có trong tế bào sống. Chúng chiếm hơn một nửa trọng lượng chất khô của cả sinh vật thực vật và động vật. Các chức năng của protein trong tế bào rất đa dạng, một số trong số chúng vẫn chưa được khoa học biết đến. Tuy nhiên, các hướng đi chính của "công việc" của họ được nghiên cứu kỹ lưỡng. Một số cần thiết để kích thích các quá trình xảy ra trong tế bào và mô. Những người khác mang các hợp chất khoáng quan trọng qua màng tế bào và qua các mạch máu từ cơ quan này sang cơ quan khác. Một số bảo vệ cơ thể khỏi các tác nhân thường gây bệnh bên ngoài. Một điều rõ ràng là - không một quá trình nào trong cơ thể chúng ta diễn ra mà không có protein.
Chức năng cơ bản của protein
Chức năng của protein trong cơ thể rất đa dạng. Mỗi nhóm có một chất hóa học cụ thểxây dựng, thực hiện một “công việc” chuyên biệt. Trong một số trường hợp, một số loại protein liên kết với nhau. Họ chịu trách nhiệm cho các giai đoạn khác nhau của cùng một quy trình. Hoặc chúng ảnh hưởng đến nhiều người cùng một lúc. Ví dụ, chức năng điều hòa của protein được thực hiện bởi các enzym và hormone. Hiện tượng này có thể được tưởng tượng bằng cách ghi nhớ hormone adrenaline. Nó được sản xuất bởi tủy thượng thận. Đi vào mạch máu, nó làm tăng lượng oxy trong máu. Huyết áp cũng tăng, hàm lượng đường tăng. Điều này kích thích quá trình trao đổi chất. Adrenaline cũng là chất dẫn truyền thần kinh ở cá, động vật lưỡng cư và bò sát.
Chức năng enzym
Nhiều phản ứng sinh hóa xảy ra trong tế bào của sinh vật sống được thực hiện ở nhiệt độ cao và giá trị pH trung tính. Trong điều kiện như vậy, tốc độ di chuyển của chúng quá thấp, do đó cần có các chất xúc tác chuyên dụng gọi là enzym. Tất cả sự đa dạng của chúng được kết hợp thành 6 lớp, khác nhau về tính cụ thể của hành động. Enzim được tổng hợp trên ribôxôm trong tế bào. Khoa học về enzym được tham gia vào nghiên cứu của họ.
Không còn nghi ngờ gì nữa, chức năng điều tiết của protein là không thể nếu không có enzym. Họ có tính chọn lọc hành động cao. Hoạt động của chúng có thể được điều chỉnh bởi chất ức chế và chất hoạt hóa. Ngoài ra, các enzym thường biểu hiện tính đặc hiệu của cơ chất. Ngoài ra, hoạt động của enzym phụ thuộc vào các điều kiện trong cơ thể và trong tế bào nói riêng. Dòng chảy của chúng bị ảnh hưởng bởi áp suất, pH axit, nhiệt độ, cường độ ion của dung dịch, nghĩa lànồng độ muối trong tế bào chất.
Chức năng vận chuyển protein
Tế bào phải liên tục tiếp nhận các chất khoáng và hữu cơ cần thiết cho cơ thể. Chúng cần thiết như vật liệu xây dựng và nguồn năng lượng trong tế bào. Nhưng cơ chế nhận của họ khá phức tạp. Thành tế bào được tạo thành không chỉ đơn thuần là protein. Màng sinh học được xây dựng dựa trên nguyên tắc một lớp lipid kép. Các protein khác nhau được nhúng vào giữa chúng. Điều rất quan trọng là các vùng ưa nước nằm trên bề mặt của màng, trong khi các vùng kỵ nước nằm trong bề dày của nó. Vì vậy, cấu trúc như vậy làm cho vỏ không thể xuyên thủng. Chúng không thể tự đi qua nó, nếu không có sự "trợ giúp", các thành phần quan trọng như đường, ion metol và axit amin. Chúng được vận chuyển qua màng tế bào chất đến tế bào chất bằng các protein chuyên biệt được gắn trong các lớp lipid.
Vận chuyển các chất từ cơ quan này sang cơ quan khác
Nhưng chức năng vận chuyển của protein không chỉ được thực hiện giữa chất gian bào và tế bào. Một số chất quan trọng cho quá trình sinh lý phải được chuyển từ cơ thể này sang cơ thể khác. Ví dụ, protein vận chuyển trong máu là albumin huyết thanh. Nó được ưu đãi với một khả năng độc đáo để tạo thành các hợp chất với axit béo xuất hiện trong quá trình tiêu hóa chất béo, với thuốc, cũng như với hormone steroid. Các protein mang quan trọng là hemoglobin (cung cấp các phân tử oxy), transferrin (kết hợp với các ion sắt) và ceruplasmin (tạo phức vớiđồng).
Chức năng tín hiệu của protein
Protein thụ thể có tầm quan trọng lớn trong quá trình sinh lý ở các sinh vật phức tạp đa bào. Chúng được nhúng vào màng sinh chất. Chúng có nhiệm vụ nhận thức và giải mã các loại tín hiệu đi vào tế bào theo một dòng liên tục không chỉ từ các mô lân cận mà còn từ môi trường bên ngoài. Hiện nay, có lẽ protein thụ thể được nghiên cứu nhiều nhất là acetylcholine. Nó nằm ở một số điểm nối giữa các dây thần kinh trên màng tế bào.
Nhưng chức năng truyền tín hiệu của protein không chỉ được thực hiện bên trong tế bào. Nhiều hormone liên kết với các thụ thể cụ thể trên bề mặt của chúng. Một hợp chất được hình thành như vậy là một tín hiệu kích hoạt các quá trình sinh lý trong tế bào. Một ví dụ về những protein như vậy là insulin, hoạt động trong hệ thống adenylate cyclase.
Chức năng bảo vệ
Các chức năng của protein trong tế bào là khác nhau. Một số trong số chúng có liên quan đến các phản ứng miễn dịch. Điều này bảo vệ cơ thể khỏi nhiễm trùng. Hệ thống miễn dịch có khả năng đáp ứng với các tác nhân lạ đã được xác định với sự tổng hợp của một số lượng lớn các tế bào lympho. Những chất này có thể làm hỏng một cách chọn lọc các tác nhân này, chúng có thể là vật lạ đối với cơ thể, chẳng hạn như vi khuẩn, các hạt siêu phân tử hoặc chúng có thể là tế bào ung thư.
Một trong những nhóm - tế bào biểu mô tế bào "beta" - sản xuất protein đi vào máu. Chúng có một chức năng rất thú vị. Các protein này phải nhận ra các tế bào và đại phân tử ngoại lai. Sau đó, họ kết nối với họ,tạo thành một phức hợp cần phải bị phá hủy. Những protein này được gọi là globulin miễn dịch. Bản thân các thành phần ngoại lai là kháng nguyên. Và các globulin miễn dịch tương ứng với chúng là các kháng thể.
Chức năng cấu trúc
Trong cơ thể, ngoài chuyên hoá cao còn có các prôtêin cấu trúc. Chúng cần thiết để cung cấp độ bền cơ học. Các chức năng này của protein trong tế bào rất quan trọng để duy trì hình dạng và tuổi trẻ của cơ thể. Nổi tiếng nhất là collagen. Nó là protein chính của chất nền ngoại bào của các mô liên kết. Ở động vật có vú bậc cao, nó chiếm tới 1/4 tổng khối lượng protein. Collagen được tổng hợp trong nguyên bào sợi, là tế bào chính của các mô liên kết.
Các chức năng như vậy của protein trong tế bào có tầm quan trọng rất lớn. Ngoài collagen, một loại protein cấu trúc khác cũng được biết đến - elastin. Nó cũng là một thành phần của chất nền ngoại bào. Elastin có khả năng cung cấp cho các mô khả năng co giãn trong giới hạn nhất định và dễ dàng trở lại hình dạng ban đầu. Một ví dụ khác về protein cấu trúc là fibroin, được tìm thấy trong sâu bướm tằm. Nó là thành phần chính của sợi tơ.
Protein vận động
Vai trò của protein trong tế bào không thể được đánh giá quá cao. Chúng cũng tham gia vào công việc của cơ bắp. Sự co cơ là một quá trình sinh lý quan trọng. Kết quả là, ATP được lưu trữ dưới dạng đại phân tử được chuyển đổi thành năng lượng hóa học. Những người tham gia trực tiếp vào quá trình này là hai protein - actin và myosin.
Những protein vận động nàylà các phân tử dạng sợi có chức năng trong hệ thống co bóp của cơ xương. Chúng cũng được tìm thấy trong các mô không phải cơ ở tế bào nhân thực. Một ví dụ khác về protein vận động là tubulin. Các vi ống được xây dựng từ nó, là yếu tố quan trọng của roi và lông mao. Các vi ống chứa tubulin cũng được tìm thấy trong các tế bào của mô thần kinh của động vật.
Kháng sinh
Vai trò bảo vệ của các protein trong tế bào là rất lớn. Một phần của nó được chỉ định cho một nhóm thường được gọi là thuốc kháng sinh. Đây là những chất có nguồn gốc tự nhiên, được tổng hợp theo quy luật trong vi khuẩn, nấm cực nhỏ và các vi sinh vật khác. Chúng nhằm mục đích ngăn chặn các quá trình sinh lý của các sinh vật cạnh tranh khác. Thuốc kháng sinh có nguồn gốc protein được phát hiện vào những năm 40. Họ đã cách mạng hóa y học, tạo cho nó một động lực mạnh mẽ để phát triển.
Về bản chất hóa học, kháng sinh là một nhóm rất đa dạng. Chúng cũng khác nhau về cơ chế hoạt động. Một số ngăn chặn sự tổng hợp protein bên trong tế bào, một số khác ngăn chặn việc sản xuất các enzym quan trọng, một số khác ngăn cản sự phát triển và một số khác thì ức chế sinh sản. Ví dụ, streptomycin nổi tiếng tương tác với ribosome của tế bào vi khuẩn. Do đó, chúng làm chậm đáng kể quá trình tổng hợp protein. Đồng thời, những kháng sinh này không tương tác với ribosome của cơ thể người. Điều này có nghĩa là những chất này không độc đối với động vật có vú bậc cao.
Đây không phải là tất cả các chức năng của protein trong tế bào. Bàncác chất kháng sinh cho phép bạn xác định các hành động chuyên môn cao khác mà các hợp chất tự nhiên cụ thể này có thể có đối với vi khuẩn chứ không chỉ. Hiện tại, các chất kháng sinh có nguồn gốc protein đang được nghiên cứu, khi tương tác với DNA sẽ làm gián đoạn các quá trình liên quan đến sự thể hiện của thông tin di truyền. Nhưng cho đến nay, những chất như vậy chỉ được sử dụng trong hóa trị các bệnh ung thư. Một ví dụ về chất kháng sinh như vậy là dactinomycin, được tổng hợp bởi xạ khuẩn.
Độc tố
Protein trong tế bào thực hiện một chức năng rất cụ thể và thậm chí là đặc biệt. Một số cơ thể sống sản sinh ra chất độc hại - chất độc. Về bản chất, đây là những protein và các hợp chất hữu cơ phức tạp có trọng lượng phân tử thấp. Một ví dụ là cùi độc của nấm có màu xám nhạt.
Protein dự trữ và thực phẩm
Một số protein thực hiện chức năng cung cấp dinh dưỡng cho phôi động vật và thực vật. Có rất nhiều ví dụ như vậy. Tầm quan trọng của protein trong tế bào của hạt ngũ cốc nằm chính ở điều này. Chúng sẽ nuôi dưỡng mầm mới nổi của cây trong giai đoạn phát triển đầu tiên. Ở động vật, protein trong chế độ ăn là albumin trứng và casein sữa.
Tính chất chưa được khám phá của protein
Các ví dụ trên chỉ là phần đã được nghiên cứu đầy đủ. Nhưng trong tự nhiên còn rất nhiều điều bí ẩn. Protein trong tế bào của nhiều loài sinh vật là duy nhất, và hiện nay thậm chí còn phân loại chúngkhó. Ví dụ, monellin là một loại protein được phát hiện và phân lập từ một loại thực vật châu Phi. Nó có vị ngọt, nhưng không gây béo phì và không độc hại. Trong tương lai, nó có thể là một chất thay thế tuyệt vời cho đường. Một ví dụ khác là một loại protein được tìm thấy trong một số loài cá Bắc Cực có tác dụng ngăn máu đông bằng cách hoạt động như chất chống đông theo nghĩa đen của phép so sánh. Ở một số loài côn trùng, protein có tính đàn hồi độc nhất, gần như hoàn hảo, được tìm thấy trong các khớp của cánh. Và đây không phải là tất cả các ví dụ về các chất chưa được nghiên cứu và phân loại.
