Proteínas são as substâncias orgânicas mais importantes, cujo número prevalece sobre todas as outras macromoléculas presentes em uma célula viva. Eles representam mais da metade do peso da matéria seca de organismos vegetais e animais. As funções das proteínas na célula são diversas, algumas delas ainda desconhecidas pela ciência. Mas ainda assim, as principais direções de seu "trabalho" são bem estudadas. Alguns são necessários para estimular os processos que ocorrem nas células e tecidos. Outros carregam importantes compostos minerais através da membrana celular e através dos vasos sanguíneos de um órgão para outro. Alguns protegem o corpo de agentes estranhos, muitas vezes patogênicos. Uma coisa é clara - nenhum processo em nosso corpo ocorre sem proteínas.
Funções básicas das proteínas
As funções das proteínas no corpo são diversas. Cada grupo tem um produto químico específicoedifício, realiza um "trabalho" especializado. Em alguns casos, vários tipos de proteínas estão interconectados entre si. Eles são responsáveis por diferentes etapas de um mesmo processo. Ou eles afetam vários ao mesmo tempo. Por exemplo, a função reguladora das proteínas é realizada por enzimas e hormônios. Esse fenômeno pode ser imaginado lembrando o hormônio adrenalina. É produzido pela medula adrenal. Entrando nos vasos sanguíneos, aumenta a quantidade de oxigênio no sangue. A pressão arterial também aumenta, o teor de açúcar aumenta. Isso estimula os processos metabólicos. A adrenalina também é um neurotransmissor em peixes, anfíbios e répteis.
Função enzimática
Muitas reações bioquímicas que ocorrem nas células dos organismos vivos são realizadas em altas temperaturas e com um valor de pH neutro. Sob tais condições, a taxa de sua passagem é muito baixa, então são necessários catalisadores especializados chamados enzimas. Toda a sua diversidade é combinada em 6 classes, que diferem na especificidade da ação. As enzimas são sintetizadas nos ribossomos nas células. A ciência da enzimologia está envolvida em seu estudo.
Sem dúvida, a função reguladora das proteínas é impossível sem enzimas. Eles têm uma alta seletividade de ação. Sua atividade pode ser regulada por inibidores e ativadores. Além disso, as enzimas geralmente exibem especificidade de substrato. Além disso, a atividade enzimática depende das condições do corpo e das células em particular. Seu fluxo é afetado pela pressão, pH ácido, temperatura, força iônica da solução, ou seja,concentração de sal no citoplasma.
Função de transporte de proteínas
A célula deve receber constantemente as substâncias minerais e orgânicas necessárias para o corpo. Eles são necessários como materiais de construção e fontes de energia nas células. Mas o mecanismo de seu recebimento é bastante complicado. As paredes celulares são compostas de mais do que apenas proteínas. As membranas biológicas são construídas com base no princípio de uma dupla camada de lipídios. Várias proteínas são incorporadas entre eles. É muito importante que as regiões hidrofílicas estejam localizadas na superfície da membrana, enquanto as regiões hidrofóbicas estão localizadas em sua espessura. Assim, tal estrutura torna a casca impenetrável. Eles não podem passar por ele sozinhos, sem "ajuda", componentes tão importantes como açúcares, íons metólicos e aminoácidos. Eles são transportados através da membrana citoplasmática para o citoplasma por proteínas especializadas que são incorporadas em camadas lipídicas.
Transporte de substâncias de um órgão para outro
Mas a função de transporte das proteínas não é realizada apenas entre a substância intercelular e a célula. Algumas substâncias importantes para os processos fisiológicos têm de ser transportadas de um corpo para outro. Por exemplo, a proteína de transporte no sangue é a albumina sérica. É dotado de uma capacidade única de formar compostos com ácidos graxos que aparecem durante a digestão de gorduras, com drogas, bem como com hormônios esteróides. Importantes proteínas transportadoras são hemoglobina (fornecendo moléculas de oxigênio), transferrina (combinando-se com íons de ferro) e ceruplasmina (formando complexos comcobre).
Função sinal das proteínas
Proteínas receptoras são de grande importância no curso de processos fisiológicos em organismos multicelulares complexos. Eles estão embutidos na membrana plasmática. Eles servem para perceber e decifrar vários tipos de sinais que entram nas células em um fluxo contínuo não apenas dos tecidos vizinhos, mas também do ambiente externo. Atualmente, talvez a proteína receptora mais estudada seja a acetilcolina. Ele está localizado em várias junções interneuronais na membrana celular.
Mas a função de sinalização das proteínas não é realizada apenas dentro das células. Muitos hormônios se ligam a receptores específicos em sua superfície. Tal composto formado é um sinal que ativa processos fisiológicos nas células. Um exemplo dessas proteínas é a insulina, que atua no sistema da adenilato ciclase.
Função de proteção
As funções das proteínas em uma célula são diferentes. Alguns deles estão envolvidos em respostas imunes. Isso protege o corpo de infecções. O sistema imunológico é capaz de responder aos agentes estranhos identificados com a síntese de um grande número de linfócitos. Essas substâncias podem danificar seletivamente esses agentes, podem ser estranhas ao corpo, como bactérias, partículas supramoleculares, ou podem ser células cancerígenas.
Um dos grupos - linfócitos "beta" - produz proteínas que entram na corrente sanguínea. Eles têm uma função muito interessante. Essas proteínas devem reconhecer células estranhas e macromoléculas. Então eles se conectam com eles,formando um complexo que deve ser destruído. Essas proteínas são chamadas de imunoglobulinas. Os próprios componentes estranhos são antígenos. E as imunoglobulinas que lhes correspondem são anticorpos.
Função Estrutural
No corpo, além de altamente especializadas, também existem proteínas estruturais. Eles são necessários para fornecer resistência mecânica. Essas funções das proteínas na célula são importantes para manter a forma e a juventude do corpo. O mais famoso é o colágeno. É a principal proteína da matriz extracelular dos tecidos conjuntivos. Em mamíferos superiores, é até 1/4 da massa total de proteínas. O colágeno é sintetizado nos fibroblastos, que são as principais células dos tecidos conjuntivos.
Tais funções das proteínas na célula são de grande importância. Além do colágeno, outra proteína estrutural é conhecida - a elastina. É também um constituinte da matriz extracelular. A elastina é capaz de dar aos tecidos a capacidade de se esticar dentro de certos limites e retornar facilmente à sua forma original. Outro exemplo de proteína estrutural é a fibroína, encontrada nas lagartas do bicho-da-seda. É o principal componente dos fios de seda.
Proteínas Motoras
O papel das proteínas na célula não pode ser superestimado. Eles também participam do trabalho dos músculos. A contração muscular é um processo fisiológico importante. Como resultado, o ATP armazenado na forma de macromoléculas é convertido em energia química. Os participantes diretos do processo são duas proteínas - actina e miosina.
Estas proteínas motorassão moléculas filamentosas que funcionam no sistema contrátil dos músculos esqueléticos. Eles também são encontrados em tecidos não musculares em células eucarióticas. Outro exemplo de proteínas motoras é a tubulina. Os microtúbulos são construídos a partir dele, que são um elemento importante dos flagelos e cílios. Microtúbulos contendo tubulina também são encontrados nas células do tecido nervoso dos animais.
Antibióticos
O papel protetor das proteínas na célula é enorme. Parte dela é atribuída a um grupo que é comumente chamado de antibióticos. São substâncias de origem natural, que são sintetizadas, via de regra, em bactérias, fungos microscópicos e outros microrganismos. Eles visam suprimir os processos fisiológicos de outros organismos concorrentes. Os antibióticos de origem proteica foram descobertos na década de 40. Eles revolucionaram a medicina, dando-lhe um poderoso impulso para o desenvolvimento.
Por sua natureza química, os antibióticos são um grupo muito diversificado. Eles também diferem em seu mecanismo de ação. Alguns impedem a síntese de proteínas dentro das células, outros bloqueiam a produção de enzimas importantes, outros inibem o crescimento e outros inibem a reprodução. Por exemplo, a conhecida estreptomicina interage com os ribossomos das células bacterianas. Assim, eles diminuem drasticamente a síntese de proteínas. Ao mesmo tempo, esses antibióticos não interagem com os ribossomos eucarióticos do corpo humano. Isso significa que essas substâncias não são tóxicas para mamíferos superiores.
Esta não é todas as funções das proteínas na célula. Tabelasubstâncias antibióticas permite determinar outras ações altamente especializadas que esses compostos naturais específicos são capazes de exercer sobre as bactérias e não apenas. Atualmente, estão sendo estudados antibióticos de origem proteica que, ao interagirem com o DNA, interrompem os processos associados à incorporação da informação hereditária. Mas até agora, tais substâncias são usadas apenas na quimioterapia de doenças oncológicas. Um exemplo de tal substância antibiótica é a dactinomicina, que é sintetizada por actinomicetos.
Toxinas
Proteínas em uma célula desempenham uma função muito específica e até extraordinária. Vários organismos vivos produzem substâncias tóxicas - toxinas. Pela sua natureza, são proteínas e compostos orgânicos complexos de baixo peso molecular. Um exemplo é a polpa venenosa do fungo grebe pálido.
Reserva e proteínas alimentares
Algumas proteínas desempenham a função de fornecer nutrição aos embriões de animais e plantas. Há muitos exemplos assim. A importância da proteína na célula das sementes de cereais reside precisamente nisso. Eles vão nutrir o germe emergente da planta nos primeiros estágios de seu desenvolvimento. Nos animais, as proteínas da dieta são a albumina do ovo e a caseína do leite.
Propriedades inexploradas das proteínas
Os exemplos acima são apenas a parte que já foi suficientemente estudada. Mas na natureza há muitos mistérios. As proteínas na célula de muitas espécies biológicas são únicas e, atualmente, até as classificamdifícil. Por exemplo, a monelina é uma proteína descoberta e isolada de uma planta africana. Tem um sabor doce, mas não é obeso e não é tóxico. No futuro, pode ser um excelente substituto para o açúcar. Outro exemplo é uma proteína encontrada em alguns peixes do Ártico que impede o congelamento do sangue agindo como anticongelante no sentido literal da comparação. Em vários insetos, a proteína resilina, que tem uma elasticidade única, quase perfeita, foi encontrada nas articulações das asas. E esses não são todos exemplos de substâncias que ainda precisam ser estudadas e classificadas.
