Биологийн үүргийг өнөөдөр авч үзэх уургууд нь амин хүчлээс бүрдсэн макромолекулын нэгдлүүд юм. Бусад бүх органик нэгдлүүдийн дотроос тэдгээр нь бүтцийн хувьд хамгийн нарийн төвөгтэй байдаг. Элементийн найрлагын дагуу уураг нь өөх тос, нүүрс уснаас ялгаатай: хүчилтөрөгч, устөрөгч, нүүрстөрөгчөөс гадна азот агуулдаг. Үүнээс гадна хүхэр нь хамгийн чухал уургийн зайлшгүй бүрэлдэхүүн хэсэг бөгөөд зарим нь иод, төмөр, фосфор агуулдаг.
Уургийн биологийн үүрэг маш өндөр. Эдгээр нэгдлүүд нь протоплазмын массын дийлэнх хэсгийг, түүнчлэн амьд эсийн цөмийг бүрдүүлдэг. Уургууд нь бүх амьтан, ургамлын организмд байдаг.
Нэг буюу хэд хэдэн функц
Тэдний янз бүрийн нэгдлүүдийн биологийн үүрэг, үүрэг нь өөр өөр байдаг. Тодорхой химийн бүтэцтэй бодис болохын хувьд уураг бүр нь маш нарийн мэргэжлийн функцийг гүйцэтгэдэг. Зөвхөн зарим тохиолдолд энэ нь хэд хэдэн харилцан уялдаатай ажлыг нэгэн зэрэг гүйцэтгэж чаддаг. Жишээлбэл, medulla-д үүсдэг адреналинбөөрний дээд булчирхай, цусны урсгал руу орж, цусны даралт, хүчилтөрөгчийн хэрэглээ, цусан дахь сахарын хэмжээг нэмэгдүүлдэг. Нэмж дурдахад энэ нь бодисын солилцоог идэвхжүүлдэг бөгөөд хүйтэн цуст амьтдад мэдрэлийн системийн зуучлагч болдог. Таны харж байгаагаар энэ нь олон функцийг нэгэн зэрэг гүйцэтгэдэг.
Ферментийн (каталитик) функц
Амьд организмд тохиолддог олон төрлийн биохимийн урвалууд нь 40 ° C-ийн температуртай, рН-ийн утга нь бараг төвийг сахисан зөөлөн нөхцөлд явагддаг. Ийм нөхцөлд тэдгээрийн олонхынх нь урсгалын хурд бага байна. Тиймээс тэдгээрийг хэрэгжүүлэхийн тулд ферментүүд шаардлагатай байдаг - тусгай биологийн катализаторууд. Усны фотолизээс бусад бараг бүх урвалууд нь амьд организмд ферментийн нөлөөгөөр катализ болдог. Эдгээр элементүүд нь уураг эсвэл кофактор (органик молекул эсвэл металл ион) бүхий уургийн цогцолбор юм. Ферментүүд нь маш сонгомол байдлаар ажиллаж, шаардлагатай процессыг эхлүүлдэг. Тиймээс дээр дурдсан катализаторын функц нь уургийн гүйцэтгэдэг функцүүдийн нэг юм. Гэсэн хэдий ч эдгээр нэгдлүүдийн биологийн үүрэг нь түүний хэрэгжилтээр хязгаарлагдахгүй. Бидний доор авч үзэх өөр олон онцлог бий.
Тээврийн функц
Эс оршин тогтнохын тулд түүнд эрчим хүч, барилгын материалаар хангадаг олон бодис орох шаардлагатай. Бүх биологийн мембранууд нэгдмэл байдлаар бүтээгдсэн байдагзарчим. Энэ бол липидийн давхар давхарга бөгөөд үүнд уураг шингэсэн байдаг. Үүний зэрэгцээ макромолекулуудын гидрофилик бүсүүд нь мембраны гадаргуу дээр төвлөрч, зузаан нь гидрофобик "сүүл" нь төвлөрдөг. Энэ бүтэц нь амин хүчлүүд, сахар, шүлтлэг металлын ион зэрэг чухал бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд үл нэвтрэх хэвээр байна. Эдгээр элементүүдийг эсэд нэвтрүүлэх нь эсийн мембранд шингэсэн тээвэрлэлтийн уургийн тусламжтайгаар явагддаг. Жишээлбэл, бактери нь лактозыг (сүүний сахар) гаднах мембранаар дамжуулдаг тусгай уурагтай байдаг.
Олон эст организм нь янз бүрийн бодисыг нэг эрхтэнээс нөгөөд шилжүүлэх системтэй байдаг. Бид юуны түрүүнд гемоглобины тухай ярьж байна (дээрх зураг). Үүнээс гадна цусны сийвэн дэх ийлдэс альбумин (тээврийн уураг) байнга байдаг. Энэ нь өөх тосыг задлах явцад үүссэн өөх тосны хүчлүүд, түүнчлэн олон тооны гидрофобын амин хүчлүүд (жишээлбэл, триптофан), олон эм (зарим пенициллин, сульфаниламид, аспирин) -тэй хүчтэй цогцолбор үүсгэх чадвартай. Бие дэх төмрийн ионыг зөөвөрлөх Трансферрин нь өөр нэг жишээ юм. Зэсийн ионуудыг зөөвөрлөж байдаг серуплазминыг бас дурдаж болно. Тиймээс бид уургийн гүйцэтгэх үүргийг авч үзсэн. Энэ үүднээс тэдний биологийн үүрэг мөн маш чухал.
Хүлээн авагчийн функц
Рецепторын уураг нь ялангуяа олон эст организмын амьдралыг тэтгэхэд чухал ач холбогдолтой. Тэд баригдсансийвэнгийн эсийн мембран руу орж, эсэд нэвтэрч буй дохиог хүлээн авч, цаашид хувиргахад үйлчилдэг. Энэ тохиолдолд дохио нь бусад эсээс болон хүрээлэн буй орчноос аль аль нь байж болно. Ацетилхолин рецепторууд одоогоор хамгийн их судлагдсан байдаг. Эдгээр нь эсийн мембран дээрх хэд хэдэн мэдрэлийн эсийн холбоо, түүний дотор тархины бор гадаргын мэдрэл-булчингийн уулзварт байрладаг. Эдгээр уураг нь ацетилхолинтой харилцан үйлчилж, эс рүү дохио дамжуулдаг.
Дохиог хүлээн авах, хувиргах мэдрэл дамжуулагчийг зайлуулж, эс цаашдын дохиог хүлээн авахад бэлтгэх боломжтой болно. Үүний тулд ацетилхолинэстеразыг ашигладаг - ацетилхолиныг холин ба ацетат болгон гидролиз болгодог тусгай фермент. Уургийн гүйцэтгэх рецепторын үйл ажиллагаа бас чухал биш гэж үү? Бие махбодийг хамгаалах дараагийн үйл ажиллагааны биологийн үүрэг асар их юм. Үүнтэй санал нийлэхгүй байж болохгүй.
Хамгаалалтын функц
Бие махбодид гадны тоосонцор гарч ирэхэд дархлааны систем нь маш олон тооны лимфоцит үүсгэдэг. Тэд элементүүдийг сонгон гэмтээж чаддаг. Ийм гадны тоосонцор нь хорт хавдрын эсүүд, эмгэг төрүүлэгч бактери, supramolecular тоосонцор (макромолекул, вирус гэх мэт) байж болно. В-лимфоцитууд нь тусгай уураг үүсгэдэг лимфоцитуудын бүлэг юм. Эдгээр уургууд нь цусны эргэлтийн системд ордог. Тэд гадны тоосонцорыг танихын зэрэгцээ устгах үе шатанд маш өвөрмөц цогцолбор үүсгэдэг. Эдгээр уурагуудыг иммуноглобулин гэж нэрлэдэг. Гадны бодисыг эсрэгтөрөгч гэж нэрлэдэг. Энэ нь дархлааны тогтолцооны хариу урвалыг өдөөдөг.
Бүтцийн функц
Өндөр мэргэшсэн үүрэг гүйцэтгэдэг уургуудаас гадна бүтцийн чухал ач холбогдолтой уураг байдаг. Тэдний ачаар механик хүч чадал, түүнчлэн амьд организмын эд эсийн бусад шинж чанарыг өгдөг. Эдгээр уургууд нь юуны түрүүнд коллаген агуулдаг. Хөхтөн амьтдын коллаген (доорх зураг) нь уургийн массын дөрөвний нэгийг бүрдүүлдэг. Энэ нь холбогч эдийг бүрдүүлдэг үндсэн эсүүдэд (фибробласт гэж нэрлэгддэг) нийлэгждэг.
Эхэндээ коллаген нь фибробластуудад химийн боловсруулалтанд ордог проколлаген буюу түүний урьдал бодис хэлбэрээр үүсдэг. Дараа нь энэ нь спираль хэлбэрээр эрчилсэн гурван полипептидийн гинж хэлбэрээр үүсдэг. Тэд фибробластуудын гадна талд хэдэн зуун нанометр диаметртэй коллаген фибрилүүдийг нэгтгэдэг. Сүүлийнх нь коллагены утас үүсгэдэг бөгөөд үүнийг аль хэдийн микроскопоор харж болно. Уян эдэд (уушигны хана, цусны судас, арьс) эсийн гаднах матриц нь коллагенаас гадна эластин уураг агуулдаг. Энэ нь нэлээд өргөн хүрээг хамарч, дараа нь анхны байдалдаа эргэж орох боломжтой. Энд өгч болох бүтцийн уургийн өөр нэг жишээ бол торгон фиброин юм. Энэ нь торгон хорхойн хүүхэлдэй үүсэх үед тусгаарлагдсан байдаг. Энэ нь торгон утаснуудын гол бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Хөдөлгүүрийн уургийн тайлбар руу орцгооё.
Хөдөлгүүрийн уураг
Мөн моторын үйл явцыг хэрэгжүүлэхэд уургийн биологийн үүрэг маш их байдаг. Энэ функцийн талаар товчхон ярья. Булчингийн агшилт нь химийн энергийг механик ажилд хувиргах үйл явц юм. Үүний шууд оролцогчид нь миозин ба актин гэсэн хоёр уураг юм. Миозин нь маш ер бусын бүтэцтэй байдаг. Энэ нь хоёр бөмбөрцөг толгой, сүүл (урт утаслаг хэсэг) -ээс үүсдэг. Ойролцоогоор 1600 нм нь нэг молекулын урт юм. Толгойнууд нь ойролцоогоор 200 нм-г эзэлдэг.
Актин (дээрх зураг) нь 42000 молекул жинтэй бөмбөрцөг хэлбэртэй уураг бөгөөд полимержиж урт бүтэц үүсгэж, миозин толгойтой энэ хэлбэрээр харилцан үйлчилдэг. Энэ үйл явцын чухал шинж чанар нь ATP байгаа эсэхээс хамааралтай байдаг. Хэрэв түүний концентраци хангалттай өндөр байвал миозин ба актинаас үүссэн цогцолбор устаж, миозин ATPase-ийн үйл ажиллагааны үр дүнд ATP гидролиз үүссэний дараа дахин сэргээгддэг. Энэ процессыг жишээлбэл, хоёр уураг агуулсан уусмалд ажиглаж болно. Энэ нь ATP байхгүй үед өндөр молекул жинтэй цогцолбор үүссэний үр дүнд наалдамхай болдог. Үүнийг нэмэхэд үүссэн цогцолборыг устгасны улмаас зуурамтгай чанар нь огцом буурч, дараа нь ATP гидролизийн үр дүнд аажмаар сэргэж эхэлдэг. Булчин агшилтын явцад эдгээр харилцан үйлчлэл нь маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Антибиотик
Бид "Бие дэх уургийн биологийн үүрэг" сэдвийг үргэлжлүүлэн дэлгэсээр байна. Маш том бөгөөд маш чухал бүлэгБайгалийн нэгдлүүд нь антибиотик гэж нэрлэгддэг бодисыг бүрдүүлдэг. Тэд бичил биетний гаралтай байдаг. Эдгээр бодисууд нь тусгай төрлийн бичил биетүүдээр ялгардаг. Амин хүчил, уургийн биологийн үүрэг нь маргаангүй боловч антибиотик нь онцгой, маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Тэдэнтэй өрсөлдөх бичил биетний өсөлтийг саатуулдаг. 1940-өөд онд антибиотикийг нээж, хэрэглэснээр бактериас үүдэлтэй халдварт өвчний эмчилгээнд хувьсгал хийсэн. Ихэнх тохиолдолд антибиотикууд вируст нөлөөлдөггүй тул вирусын эсрэг эм болгон хэрэглэх нь үр дүнгүй гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.
Антибиотикийн жишээ
Пенициллиний бүлгийг анх удаа практикт нэвтрүүлсэн. Энэ бүлгийн жишээ бол ампициллин ба бензилпенициллин юм. Антибиотикууд нь үйл ажиллагааны механизм, химийн шинж чанараараа олон янз байдаг. Өнөөдөр өргөн хэрэглэгддэг зарим нь хүний рибосомтой харилцан үйлчилдэг бол бактерийн рибосомд уургийн нийлэгжилтийг саатуулдаг. Үүний зэрэгцээ тэд эукариот рибосомтой бараг харьцдаггүй. Тиймээс тэдгээр нь бактерийн эсийг сүйтгэдэг бөгөөд амьтан, хүмүүст бага зэрэг хортой байдаг. Эдгээр антибиотикт стрептомицин, левомицетин (хлорамфеникол) орно.
Уургийн биосинтезийн биологийн үүрэг маш чухал бөгөөд энэ процесс өөрөө хэд хэдэн үе шаттай. Бид энэ тухай зөвхөн ерөнхий байдлаар ярих болно.
Уургийн биосинтезийн үйл явц ба биологийн үүрэг
Энэ үйл явц нь олон үе шаттай бөгөөд маш нарийн төвөгтэй. Энэ нь рибосомд тохиолддог -тусгай эрхтэн. Эс нь олон рибосом агуулдаг. Жишээ нь E. coli-д 20 мянга орчим байдаг.
"Уургийн биосинтезийн үйл явц ба түүний биологийн үүргийг дүрсэлнэ үү" - ийм даалгавар бидний ихэнх нь сургуульд байсан. Мөн олон хүнд хэцүү байсан. За, хамтдаа олж мэдье.
Уургийн молекулууд нь полипептидийн гинж юм. Эдгээр нь таны мэдэж байгаагаар бие даасан амин хүчлүүдээс бүрддэг. Гэсэн хэдий ч сүүлийнх нь хангалттай идэвхтэй биш байна. Уургийн молекулыг нэгтгэж, үүсгэхийн тулд тэдгээрийг идэвхжүүлэх шаардлагатай. Энэ нь тусгай ферментийн үйл ажиллагааны үр дүнд үүсдэг. Амин хүчил бүр түүнд тусгайлан тохируулсан өөрийн ферменттэй байдаг. Энэ процессын эрчим хүчний эх үүсвэр нь ATP (аденозин трифосфат) юм. Идэвхжүүлсний үр дүнд амин хүчил нь илүү тогтворгүй болж, энэ ферментийн нөлөөн дор т-РНХ-тай холбогддог бөгөөд энэ нь түүнийг рибосом руу шилжүүлдэг (үүнээс болж энэ РНХ-ийг тээвэрлэлт гэж нэрлэдэг). Тиймээс тРНХ-тэй холбогдсон идэвхжүүлсэн амин хүчлүүд рибосом руу ордог. Рибосом нь ирж буй амин хүчлүүдээс уургийн гинжийг угсардаг нэг төрлийн дамжуулагч юм.
Уургийн нийлэгжилтийн үүргийг хэт үнэлэхэд хэцүү, учир нь нийлэгжүүлсэн нэгдлүүд нь маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Бараг бүх эсийн бүтэц тэдгээрээс бүрддэг.
Тиймээс бид уургийн биосинтезийн үйл явц, түүний биологийн үүргийг ерөнхийд нь тодорхойлсон. Үүгээр уургийн талаарх бидний танилцуулга өндөрлөж байна. Танд үүнийг үргэлжлүүлэх хүсэл байгаа гэж найдаж байна.
