Proteiner i cellen

Laguna Design / Science Photo Library / Getty Images

Proteiner er svært viktige molekyler som er essensielle for alle levende organismer. Med tørrvekt er proteiner den største celleenheten. Proteiner er involvert i praktisk talt alle cellefunksjoner og en annen type protein er viet til hver rolle, med oppgaver som spenner fra generell cellulær støtte til cellesignalering og bevegelse. Totalt er det syv typer proteiner.

Proteiner

Proteinerer biomolekyler sammensatt av aminosyrer som deltar i nesten alle cellulære aktiviteter.
• Forekommer i cytoplasmaet, oversettelse er prosessen som proteiner er gjennom syntetisert .
• Det typiske proteinet er konstruert fra et enkelt sett med aminosyrer . Hvert protein er spesielt utstyrt for sin funksjon.
• Ethvert protein i menneskekroppen kan lages fra permutasjoner av bare 20 aminosyrer.
• Det er syv typer proteiner: antistoffer, kontraktile proteiner, enzymer, hormonelle proteiner, strukturelle proteiner, lagringsproteiner , og transportere proteiner.

Protein syntese

Proteiner syntetiseres i kroppen gjennom en prosess som kalles oversettelse . Oversettelse skjer i cytoplasma og innebærer konvertering genetiske koder til proteiner. Genetiske koder settes sammen under DNA-transkripsjon, hvor DNA dekodes til RNA. Cellestrukturer kalt ribosomer deretter bidra til å transkribere RNA til polypeptidkjeder som må modifiseres for å bli fungerende proteiner.

Aminosyrer og polypeptidkjeder

Aminosyrer er byggesteinene i alle proteiner, uansett funksjon. Proteiner er vanligvis en kjede på 20 aminosyrer . Menneskekroppen kan bruke kombinasjoner av disse samme 20 aminosyrene for å lage et hvilket som helst protein den trenger. De fleste aminosyrer følger en strukturell mal der et alfakarbon er bundet til følgende former:

• Et hydrogenatom (H)
• En karboksylgruppe (-COOH)
• En aminogruppe (-NH2)
• En 'variabel' gruppe

På tvers av de forskjellige typene aminosyrer er den 'variable' gruppen mest ansvarlig for variasjon, da alle har hydrogen-, karboksylgruppe- og aminogruppebindinger.

Aminosyrer bindes sammen gjennom dehydreringssyntese til de danner peptidbindinger. Når en rekke aminosyrer er koblet sammen av disse bindingene, dannes en polypeptidkjede. En eller flere polypeptidkjeder vridd til en 3D-form danner et protein.

Proteinstruktur

Strukturen til et protein kan være kuleformet eller fibrøst avhengig av dens spesielle rolle (hvert protein er spesialisert). Kuleformede proteiner er generelt kompakte, løselige og sfæriske i form. Fibrøse proteiner er vanligvis forlengede og uløselige. Kuleformede og fibrøse proteiner kan ha en eller flere typer proteinstrukturer.

Det er fire strukturelle nivåer av protein: primær, sekundær, tertiær og kvartær. Disse nivåene bestemmer formen og funksjonen til et protein og skilles fra hverandre ved graden av kompleksitet i en polypeptidkjede. Primærnivået er det mest grunnleggende og rudimentære mens det kvartære nivået beskriver sofistikert binding.

Et enkelt proteinmolekyl kan inneholde ett eller flere av disse proteinstrukturnivåene og strukturen og kompleksiteten til et protein bestemmer dets funksjon. Kollagen, for eksempel, har en super-kveilet spiralform som er lang, trevlet, sterk og tau-lignende - kollagen er flott for å gi støtte. Hemoglobin, derimot, er et kuleformet protein som er foldet og kompakt. Den sfæriske formen er nyttig for manøvrering gjennom blodårer .

Typer proteiner

Det er totalt syv forskjellige proteintyper som alle proteiner faller under. Disse inkluderer antistoffer, kontraktile proteiner, enzymer, hormonelle proteiner, strukturelle proteiner, lagringsproteiner og transportproteiner.

Antistoffer

Antistoffer er spesialiserte proteiner som forsvarer kroppen mot antigener eller fremmede inntrengere. Deres evne til å reise gjennom blodet gjør at de kan brukes av immunforsvar å identifisere og forsvare seg mot bakterier, virus og andre fremmede inntrengere i blod. En måte antistoffer motvirker antigener på er ved å immobilisere dem slik at de kan ødelegges av hvite blodceller .

Kontraktile proteiner

Kontraktile proteiner er ansvarlig for muskel sammentrekning og bevegelse. Eksempler på disse proteinene inkluderer aktin og myosin. Eukaryoter har en tendens til å ha store mengder aktin, som kontrollerer muskelsammentrekning så vel som cellulære bevegelser og delingsprosesser. Myosin driver oppgavene som utføres av aktin ved å forsyne det med energi.

Enzymer

Enzymer er proteiner som letter og fremskynder biokjemiske reaksjoner, og det er derfor de ofte omtales som katalysatorer. Viktige enzymer inkluderer laktase og pepsin, proteiner som er kjent for sine roller i fordøyelsessykdommer og spesialdietter. Laktoseintoleranse er forårsaket av laktasemangel, et enzym som bryter ned sukkeret laktosen som finnes i melk. Pepsin er et fordøyelsesenzym som jobber i magen for å bryte ned proteiner i maten - mangel på dette enzymet fører til fordøyelsesbesvær.

Andre eksempler på fordøyelsesenzymer er de finnes i spytt : spyttamylase, spyttkallikrein og lingual lipase utfører alle viktige biologiske funksjoner. Spyttamylase er det primære enzymet som finnes i spytt, og det bryter ned stivelse til sukker.

Hormonelle proteiner

Hormonelle proteiner er budbringerproteiner som hjelper til med å koordinere visse kroppsfunksjoner. Eksempler inkluderer insulin, oksytocin og somatotropin.

Insulin regulerer glukosemetabolismen ved å kontrollere blodsukkerkonsentrasjonen i kroppen, oksytocin stimulerer sammentrekninger under fødsel, og somatotropin er et veksthormon som stimulerer til proteinproduksjon i muskelceller.

Strukturelle proteiner

Strukturelle proteiner er fibrøse og trevlete, denne formasjonen gjør dem ideelle for å støtte forskjellige andre proteiner som keratin, kollagen og elastin.

Keratiner styrker beskyttende belegg som f.eks hud , hår, fjærpenner, fjær, horn og nebb. Kollagen og elastin gir støtte til bindevev som sener og leddbånd.

Lagringsproteiner

Lagringsproteiner reservere aminosyrer til kroppen til den skal brukes. Eksempler på lagringsproteiner inkluderer ovalbumin, som finnes i eggehviter, og kasein, et melkebasert protein. Ferritin er et annet protein som lagrer jern i transportproteinet, hemoglobin.

Transportproteiner

Transportere proteiner er bærerproteiner som flytter molekyler fra ett sted til et annet i kroppen. Hemoglobin er en av disse og er ansvarlig for transport av oksygen gjennom blodet via røde blodceller . Cytokromer, en annen type transportprotein, opererer i elektrontransportkjede som elektronbærerproteiner.