Значение, роль и функции белков в клетке. какую функцию в клетке выполняют белки?

Виды белков, их особенности и в каких продуктах содержатся

Все имеющиеся в продуктах питания белки разделяются на простые и сложные. Простые белки еще называют протеинами, а сложные — протеидами. Отличаются они тем, что простые состоят только лишь из полипептидных цепей, а сложные, кроме молекулы белка, содержат еще и простетическую группу — небелковую часть. Проще говоря, протеины — это чистый белок, а протеиды — не чистый белок.

Каждый отдельно взятый вид белка оказывает разное действие на организм и по-разному способствует росту мышечной массы. Обусловлено это разным химическим составом и особенностями структуры молекул.

Лучшей белковой пищей считается та, что имеет животное происхождение, так как в ней содержится больше питательных элементов и аминокислот, но не нужно пренебрегать и растительными белками. В идеале соотношение должно выглядеть так:

  • 70-80% пищи – животное происхождение;
  • 20-30% пищи – растительное происхождение.

Если рассматривать белки по степени усвояемости, то их можно разделить на две большие категории:

Быстрый белок

Молекулы быстрых белков расщепляются до своих простейших компонентов очень быстро. Основными источниками таких белков обычно служат продукты животного происхождения, такие как:

  • Рыба;
  • Куриная грудка;
  • Яйца;
  • Морепродукты.

Медленный белок

Медленные протеины весьма полезны людям, поставившим перед собой цель сбросить вес. Они превосходно и надолго утоляют чувство голода, восстанавливают мышцы, обогащают их аминокислотами и предохраняют мускулатуру от разрушения В медленных белках молекулы расщепляются до своих простейших компонентов крайне медленно.

Продукты животного происхождения,богатые медленными белками:

Продукты растительного происхождения, богатые медленными белками:

  • Бобовые культуры: горох, фасоль, соевые бобы, арахис
  • Злаки, крупы и хлопья: овсянка, пшеница, гречка, рожь, рис и кукуруза

Если рассматривать белок через призму бодибилдинга, то здесь подразумевается высококонцентрированный белок (протеин). Самыми распространенными протеинами считаются такие (в зависимости от того, как их получают из продуктов):

  • Из сыворотки – быстрее всех усваивается, добывается из сыворотки и отличается самым высоким показателем биологической ценности;
  • Из яиц – всасывается в течении 4-6 часов и характеризуется высоким значением биологической ценности;
  • Из сои – высокий уровень биологической ценности и быстрое усвоение;
  • Казеиновый – усваивается дольше остальных.

Атлетам вегетарианцам нужно запомнить одну вещь: растительный белок (из сои и грибов) является неполноценным (в частности по составу аминокислот).

Важно также уметь сочетать разные виды белков для получения максимального усвоения поступающей в желудок пищи. Хорошие результаты в этом плане дает совместное употребление яичного белка и блюд из кукурузной крупы, комбинации соя и пшено, рожь и молоко

Быстрые и медленные белки одинаково нужны как организму худеющего человека, так и тому, кто мечтает набрать вес.

Основные функции жиров. Роль и функции жиров в организме человека

Жирами принято называть группу простых липидов, способных утилизироваться организмом человека, имеющих общие структурные особенности. Жиры, некоторые липиды, их составные части ответственны за многие процессы нормальной жизнедеятельности человека. Функции жиров в организме человека очень важны

Функции жиров в организме человека

Физиология, медицина, биохимия интенсивно развиваются параллельно с появлением новых приборных возможностей исследования. Постоянно появляются дополнительные научные данные, с учетом которых основные функции жиров в организме можно представить в предлагаемой совокупности.

Энергетическая . В результате окислительного расщепления из 1 гр жира опосредованно образуется 9 ккал энергии, что значительно превышает аналогичные цифры для белков и углеводов.

Регуляторная . Установлено, что в результате обменных реакций 1 гр жира в организме синтезируется 10 гр «внутренней» воды, которую правильнее называть эндогенной. Вода, которую мы получаем с пищей, напитками, называется «внешней», экзогенной. Вода – интереснейшее вещество, склонное объединяться в группы – ассоциаты. Этим отличаются характеристики воды, претерпевшей таяние, очистку, кипячение. Аналогично отличаются качества воды, синтезировавшейся в организме и поступившей извне. Эндогенная вода синтезироваться должна обязательно, хотя ее роль окончательно пока не установлена.

Структурно-пластическая . Жиры, самостоятельно либо в комплексе с белками, углеводами, участвуют в образовании тканей. Важнейшее значение имеет слой клеточных оболочек, состоящий из липопротеидов – структурных образований из липидов и белков. Нормальное состояние липидного слоя мембраны клетки обеспечивает обмен веществ и энергии. Так структурно-пластические функции жиров в клетке интегрируется с транспортной функцией.

Защитная . Подкожный слой жира выполняет теплосохраняющую функцию, защищает организм от переохлаждения. Это хорошо заметно на примере купающихся в прохладном море детей. Малыши с незначительным слоем подкожного жира замерзают очень быстро. Дети с нормальной жировой прослойкой могут принимать водные процедуры гораздо дольше. Естественный жировой слой на внутренних органах защищает их в некоторой степени от механических воздействий. Незначительная жировая прослойка покрывает в норме многие органы.

Обеспечивающая . Натуральные жиры – это всегда смеси, содержащие дополнительные биологически активные вещества. Роль жиров в организме заключается в параллельном обеспечении важными для физиологии компонентами: витаминами, витаминоподобными соединениями, стеринами, некоторыми сложными липидами.

Косметически-гигиеническая . Тонкий слой жиров, имеющийся на коже, придает ей упругость, эластичность, защищает от растрескивания. Цельность кожи, не содержащей микротрещины, исключает попадание микробов.

Нормы белка

В разных источниках норма потребления белка всегда разная, мнения на этот счет разделились. Одна группа считает, что нужно потреблять 1 г белка
на 1 кг веса тела, не больше и не меньше; другая группа думает, что человеку нужно не менее 1,5 г белка
на 1 кг веса тела; третья группа — 2 г
и четвертая — 2,5- 3 г.

Лично мое мнение таково:

1. Если вы обычный человек, не занимающийся никаким видом спорта и ведущий, по большему счету, малоподвижный образ жизни, то ваша суточная норма белка — от 1 до 1,2 г на 1 кг веса тела.

2. Если же вы ведете активный образ жизни: занимаетесь танцами, посещаете фитнес клуб 3-5 раз в неделю, играете в волейбол/футбол/теннис и т.д. при этом еще и работаете, то ваша суточная норма белка должна составлять 1,5-2,5 г на 1 кг вашего веса
.

3. И последний вариант: если ваша работа связана с тяжелым физическим трудом, вы профессионально занимаетесь спортом или вы готовитесь к соревнованиям, то ваша норма по белку может быть более 2,5 г
, но этот момент нужно оговаривать с вашим тренером или наставником.

Давайте теперь рассмотрим, что же ожидает человека, если в его организм поступает недостаточное количество белка.

Функции белков в клетке:

  1. Строительная – обусловлена наличием белка во всех клеточных структурах. (Форма всех органелл клетки зависит от структуры белков).
  2. Каталитическая – реакции в клетке без ферментов идут медленно, так как концентрации исходных веществ (субстратов) в клетке малы. Обычно размеры молекул ферментов больше, чем размеры субстратов. Например, молекулярная масса каталазы, разрушающей пероксид водорода Н2О2, равна 250000, а самого пероксида – 34. Активный центр фермента – лишь небольшой участок его молекулы, на котором и происходит сама реакция. Фермент сравнивают с замком, а субстрат – с ключом, так как они должны точно подходить друг другу. Каждая реакция катализируется своим ферментом, однако существуют ферменты, которые катализируют несколько реакций.
  3. Двигательная – все движения обусловлены работой двигательных (сократительных) белков. В мышечных клетках при сокращении нитей более активна внедрённая между волокнами миозина за счёт энергии АТФ.
  4. Транспортная – белок гемоглобин транспортирует кислород и углекислый газ в организме. Через мембраны происходит транспорт различных веществ (сахар, ионы и др.).
  5. Защитная – осуществляется с помощью антител и антигенов. Антитела – белковые структуры β-лимфоцитов избирательно связывающиеся с чужеродными белками и клетками. Антигены – белки на поверхности клетки или в растворе, по которым Т-лимфоциты различают свои клетки и чужеродные. Убитые или ослабленные бактерии и вирусы (вакцины) несут свои антигены. При введении их в организм иммунная система вырабатывает антитела, что препятствует заболеванию.
  6. Энергетическая – белки являются источниками энергии. 1г белка при окислении даёт 17,6 кДж. Белок при разрушении образует СО2, Н2О, NH3. Аммиак NH3 ядовит, поэтому в печени он превращается в мочевину и мочевую кислоту.
  7. Регуляторная – пептидные гормоны, выделяемые железами внутренней секреции, изменяют обмен веществ в клетках определенных тканей.

Инсулин активирует захват молекулы глюкозы клеткой и синтез из неё гликогена. Без инсулина клетки голодают, так как не поглощают глюкозу, в результате чего развивается сахарный диабет. Т-лимфоциты передают с помощью белков информацию о чужеродных клетках β-лимфоцитам.

ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Свойства белков так же разнообразны, как и функции. Одни растворяются в воде и образуют коллоидные растворы, другие растворяются в разбавленных растворах солей. Некоторые нерастворимы, например, белки кожи.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

В радикалах АК-остатков белков содержатся различные функциональные группы, способные вступать в химические реакции:

  • восстановления;
  • этерификации;
  • лкилирования;
  • нитрования.

Будучи амфотерным соединением белок реагирует и с кислотами, и со щелочами.

Функции, выполняемые белками в организме человека

Всосавшиеся в кровь аминокислоты в печени и клетках организма используются для биосинтеза специфических для организма белков.

Основные функции, выполняемые белками организме, это:

1) ферментативная — все ферменты в организме человека по химической природе являются белками (простыми или сложными);

2) гормональная — 50% гормонов в организме по химической природе белки (например, инсулин, соматотропин, фолликулостимулирующий гормон (ФСГ) и др.);

3) рецепторная — на поверхности мембран клеток-мишеней для взаимодействия с гормонами, лекарственными препаратами и другими веществами имеются рецепторы, которые являются белками по химической природе;

4) транспортная — белок гемоглобин транспортирует кислород от легких к клеткам тканей, альбумины крови транспортируют лекарственные препараты, высшие жирные кислоты, билирубин и некоторые гормоны;

5) структурная — мембраны всех клеток организма человека, мембраны митохондрий и другие представляют собой биослой, в котором 50—75% белков и 25-50% липидов;

6) опорная (механическая) — кости, хрящи, связки построены из белков особого состава;

7) сократительная — мышцы состоят из специфических белков;

8) генно-регуляторная — белки-гистоны, кислые белки осуществляют регуляцию на уровне оперона в матричных биосинтезах;

9) иммунологическая — антитела, образующиеся в организме в ответ на инфекционный фактор или вакцину, по химической природе белки, чаще всего γ-глобулины;

10) гемостатическая — из 15 факторов свертывания крови 14 факторов являются белками, исключение составляет фактор IV — это ионы кальция, факторы противосвертывающей системы по химической природе являются белками;

11) обезвреживающая — белки (особенно молока) способны связываться с токсическими веществами и обезвреживать их, способны связываться с ионами тяжелых металлов. Таким образом, данная функция белков в организме человека предупреждает действие токсических веществ;

12) поддержание кислотно-основного состояния (КОС), так как белки плазмы крови амфотерны;

13) создание биопотенциалов мембран клеток и внутренней мембраны митохондрий;

14) энергетическая — 1 г белка, окисляясь до конечных продуктов в организме (мочевины, углекислого газа и воды), дает 4,1 ккал энергии;

15) ещё одна немаловажная функции белков в организме – это поддержание онкотического давления в организме.

Сигнальная и регуляторная возможность

Под этой функцией понимают участие полипептидов в регулировании тех или иных процессов внутри клетки. Она связана с тем, что эти вещества могут принимать и передавать информацию.

Белков, способных выполнять регуляторную функцию, несколько.

  • Рецепторы. Это полипептиды, воспринимающие всевозможные сигналы.
  • Сигнальные белки. Это вещества, которые осуществляют межклеточную сигнализацию. К ним, в первую очередь, относятся гормоны. Они могут действовать лишь на те клетки, которые располагают подходящими рецепторами.
  • Протеины, регулирующие внутриклеточные процессы. К этой группе относятся протеинкиназы и протеинфосфатазы.

Как уже было сказано, протеины выполняют роль сигнальных соединений. Суть в следующем. Гормоны, цитокины и прочие подобные вещества передают сигналы между тканями и органами, а также клетками.

  • Гормоны способствуют регулированию тех или иных веществ в организме. Когда они связываются с рецептором клетки, в ней запускается необходимая реакция. Например, от гормона роста зависит формирование скелета. Благодаря лептину регулируется аппетит.
  • С помощью цитокинов происходит взаимодействие между клетками. Именно благодаря таким соединениям возможна их выживаемость, стимуляция роста, дифференцировка, функциональность, согласованность работы иммунной, эндокринной, нервной систем. Цитокины также влияют на скорость роста или некроза опухоли.

Недостаток белка в организме

Недостаток белка в организме наблюдается при длительном нарушении баланса между поступлением и распадом белка в организме, когда процесс распада начинает преобладать. Ее причина заключается в малом потреблении белка с пищей или в преимущественном потреблении белков низкой биологической ценности, которые характеризуются дефицитом незаменимых аминокислот. При этом рацион может удовлетворять потребность организма в энергии за счет углеводов и жиров. Однако энергетическая недостаточность усугубляет нехватку белков: белки начинают расходоваться на энергетические затраты организма, а усвоение поступающего с пищей белка ухудшается.

При нарушении принципов рационального питания, что может быть вызвано неблагоприятными социально-экономическими факторами или увлечением физиологически не обоснованными диетами, возникает так называемая алиментарная белковая недостаточность. Но чаще белковая недостаточность обусловлена различными заболеваниями. Переваривание и всасывание белка нередко нарушаются при болезнях органов пищеварения, особенно поджелудочной железы и кишечника. Повышенный расход или потери белка наблюдаются при активном туберкулезе, инфекционных заболеваниях, болезнях почек, тяжелых травмах и операциях, обширных ожогах, злокачественных новообразованиях, массивных кровопотерях и т. д.

При болезнях печени или почек к данному состоянию могут привести излишне продолжительные малобелковые диеты.

Здоровому взрослому человеку в сутки нужно потреблять около 80-90 граммов белка, половина из которых должна приходиться на долю: животных продуктов.

Белковая недостаточность способствует ухудшению работы пищеварительной системы (особенно печени и поджелудочной железы), эндокринной, кроветворной, иммунной и других систем организма, атрофии мышц. Организм начинает менее эффективно усваивать другие пищевые вещества, что ведет к появлению соответствующих дефицитных состояний, например гиповитаминозов. Снижаются работоспособность и сопротивляемость инфекциям, замедляется выздоровление при различных заболеваниях, в частности заживление ран после операций и травм.

Справочная информация

ДокументыЗаконыИзвещенияУтверждения документовДоговораЗапросы предложенийТехнические заданияПланы развитияДокументоведениеАналитикаМероприятияКонкурсыИтогиАдминистрации городовПриказыКонтрактыВыполнение работПротоколы рассмотрения заявокАукционыПроектыПротоколыБюджетные организацииМуниципалитетыРайоныОбразованияПрограммыОтчетыпо упоминаниямДокументная базаЦенные бумагиПоложенияФинансовые документыПостановленияРубрикатор по темамФинансыгорода Российской Федерациирегионыпо точным датамРегламентыТерминыНаучная терминологияФинансоваяЭкономическаяВремяДаты2015 год2016 годДокументы в финансовой сферев инвестиционной

Как оценивать качество белков: критерии

В материале уже упоминался термин «биологическая ценность». Если рассматривать его значения с химической точки зрения, то это будет то количество азота, которое задерживается в организме (от общего поступившего количества). Измерения эти основаны на том, что чем выше содержание необходимых незаменимых аминокислот, то тем выше показатели задержки азота.

Но это не единственный показатель. Кроме него существуют и другие:

Аминокислотный профиль (полный). Все белки в организме должны быть сбалансированы по своему составу, то есть белки в пище с незаменимыми аминокислотами должны полностью соответствовать тем белкам, что находятся в организме человека. Только в таких условиях синтез собственных белковых соединений не будет нарушен и перенаправлен не в сторону роста, а в сторону распада.

Доступность в белках аминокислот. Продукты, в которых содержится большое количество красителей и консервантов, имеют меньше доступных аминокислот. Такой же эффект вызывает и сильная тепловая обработка.

Способность усваиваться. Этот показатель отражает то, как много времени необходимо для расщепления белков на простейшие составляющие с их последующим всасыванием в кровь.

Утилизация белков (чистая). Этот показатель дает информацию, как о том насколько задерживается азот, а также общее количество перевариваемого белка.

Эффективность белков. Особый показатель, который демонстрирует эффективность воздействия того или иного белка на прирост мышечной массы.

Уровень усвоения белков по составу аминокислот

Здесь важно учитывать, как химическую важность и ценность, так и биологическую. Когда коэффициент равен единице, это значит, что продукт оптимально сбалансирован и является отличным источником протеина

А теперь самое время более конкретно посмотреть на цифры относительно каждого продукта из рациона атлета (см. рисунок):

А теперь самое время подвести итоги.

Самое важное, что нужно запомнить

Было бы неправильно не подвести итог всего вышесказанного и не выделить самое важное, что нужно запомнить тем, кто стремится научиться ориентироваться в непростом вопросе создания оптимального рациона для роста рельефных мышц. Так что если вы хотите правильно включать белок в свое питание, то не забывайте о таких особенностях и нюансах, как:

Важно, чтобы в рационе преобладали белки животного, а не растительного происхождения (в соотношении 80% к 20%);
Лучше всего сочетать белки животного и растительного происхождения в своем рационе;
Всегда помните о необходимой норме белков в соответствии с массой тела (2-3г на 1кг массы тела);
Не забывайте о качестве протеина, который потребляете (то есть следите за тем, откуда вы его получаете);
Не исключайте из виду аминокислоты, которые организм не может сам продуцировать;
Старайтесь не обеднять свой рацион и избегайте перекосов в сторону тех или иных нутриентов;
Для того, чтобы белки лучше всего усваивались, принимайте витамины и целые комплексы.

Основные функции

Принято выделять 11 функций белка:

  1. Транспортная.
  2. Строительная
  3. Регуляторная.
  4. Защитная.
  5. Двигательная.
  6. Сигнальная.
  7. Запасающая.
  8. Энергетическая.
  9. Каталитическая или ферментативная.
  10. Функция антифриза.
  11. Резервная или питательная.

Транспортная

Уникальная способность белков заключается в их умении присоединять различные вещества и транспортировать их к тем или иным тканям и органам: 

  • гемоглобин — белок в крови. Присоединяет к себе кислород и переносит его от легких ко всем органам и тканям, а от них забирает углекислый газ и перевозит обратно в легкие;
  • липопротеины (от греческого lípos (Λίπος) — «жир», proteḯni (πρωτεΐνη) — «белок»). Отвечают за транспортировку жира;
  • гаптоглобин. Связывает гемоглобин, попадающий в кровь при повреждении эритроцитов, и свободный гемоглобин, образуя комплекс гемоглобин-гаптоглобин. Он поглощается и утилизируется клетками печени. Печень возвращает организму аминокислоты глобина и железо гема;
  • трансферрин. Вырабатывается в печени, связывает железо и переносит его по телу.

Белки выступают трансфером ионов кальция, магния, железа, меди и др.

Строительная

Белки участвуют в образовании клеточных и внеклеточных составов:

кератин. Основной компонент в составе волос, ногтей, перьев или копыт;

  • коллаген. Главный элемент сухожилий и хрящей;
  • эластин. Входит в состав связок;
  • белки клеточных мембран. В основном это гликопротеины.

Регуляторная

Существует отдельная, довольно крупная группа белков, которая ориентируется на регулирование процессов обмена веществ. В этом принимают участие особые гормоны белковой природы. К примеру, инсулин, который контролирует уровень глюкозы в крови и способствует синтезу гликогена.

Защитная

Включается в случае проникновения в организм чужеродных белков или других микроорганизмов, антигенов. В ответ на нападение образуются специальные белки, антитела, которые выполняют функцию обезвреживания нежелательных веществ.

При кровотечении помогает фибрин, способствующий свертыванию крови.

Двигательная

Белки актин и миозин необходимы для сокращения мышц у многоклеточных организмов и других подвижных функций живых существ.

Сигнальная

На клетках есть мембраны, в которые встроены особые рецепторы. Это белки, которые могут изменять свою третичную структуру в зависимости от внешней среды. Так осуществляется передача команд из внешней среды в клетку.

Запасающая

В случаях длительного голодания организм животных или человека использует белки мышц, эпителиальных тканей и печени для поддержания жизнедеятельности организма.

Кроме того, белки участвуют в откладывании в качестве запаса некоторых веществ. Таким веществом может бы железо, которое не выводится из организма при распаде гемоглобина, а образует комплекс с белком ферритином.

Энергетическая

В качестве источника энергии белки — очень дорогостоящий продукт для нашего тела. Он используется в последнюю очередь, когда израсходованы все углеводы и жиры. При распаде 1 грамма белка выделяется 17,6 кДж энергии. Первым делом они распадаются до аминокислот, а потом до конечных продуктов: воды, углекислого газа и аммиака.

Каталитическая (ферментативная)

Одна из самых важных для организма функций осуществляется за счет особых белков, ферментов (биохимических катализаторов). Они ускоряют биохимические реакции в клетках.

Ферменты можно разделить на:

  1. Простые. Состоят исключительно из аминокислот.
  2. Сложные. Помимо белковой части в их состав входит группа небелкового происхождения (кофактор). У некоторых ферментов эту роль играют витамины.

Функция антифриза

У некоторых существ в плазме крови есть белки, которые предупреждают ее замерзание. Такая способность белка является необходимой для выживания в условиях экстремально низких температур.

Питательная (резервная)

Ее выполняют резервные белки, которые становятся для плода источниками питания. В качестве примера можно привести белки яйца (овальбумины) или основной белок молока (казеин).

Функции белков в клетке

  • Строительная (пластическая) функция белковых молекул является одной из важнейших.Они являются составным компонентом клеточных мембран и органел. Стенки кровеносных сосудов, сухожилия, хрящи высших животных также состоят в основном из белка.
  • Двигательная функция обеспечивается особенными сократительными белками, благодаря которым осуществляются движения жгутиков и ресничек, перемещение хромосом во время деления клеток, сокращение мускулатуры, движения органов растений и т.п., пространственные изменения положения различных структур организма.
  • Транспортная функция белков обеспечивается их способностью связывать и переносить с течением крови химические соединения.

Пример 2

Белок крови гемоглобин переносит кислород из лёгких в клетки других органов и тканей (аналогичную функцию в мышцах выполняет миоглобин).

Белки сыворотки крови переносят липиды и жирные кислоты, различные биологически активные вещества.

Молекулы белков, входящих в состав плазматической мембраны, берут участие в транспорте веществ как в клетку, так и из неё.

Белки выполняют и защитную функцию. Как ответ на проникновение внутрь чужеродных веществ (антигенов – белков или высокомолекулярных полисахаридов бактерий, вирусов) в клетке вырабатываются особенные белки – иммуноглобулины (антитела), которые нейтрализуют чужеродные вещества и осуществляют иммунологичную защиту организма.

Благодаря функционированию иммунной системы организма обеспечивается распознавание антигенов антигенным детерминантам (характерным участкам их молекул). Благодаря этому специфически связываются и обеззараживаются чужеродные вещества за.

Замечание 5

Внешнюю защитную функцию могут выполнять также и белки, токсические для других организмов ( белок яда змей).

Белкам свойственна также сигнальная функция. В поверхность клеточной мембранны встроены молекулы белков, которые в ответ на действия факторов внешней среды способны к изменению свей третичной структуры. Так происходит восприятие сигналов из внешней среды и передача команд в клетку.

Регуляторная функция свойственна белкам-гормонам, которые влияют на обмен веществ. Гормоны поддерживают постоянную концентрацию веществ в крови, учавствуют в росте размножении и других жизненно важных процессах.

Пример 3

Одним из наиболее известных гормонов является инсулин, понижающий содержание сахара в крови. В случае стойкой недостаточности инсулина содержание сахара в крови увеличивается и развивается сахарны диабет. Главными регуляторами биохимических процессов в организме могут быть и многочисленные белки-ферменты (каталитическая функция).

Белки являются и энергетическим материалом. При расщеплении 1 г белка до конечных продуктов выделяется 17,6 кДж энергии, необходимой для большинства жизненно важных процессов в клетке.

Что такое белок и каковы его функции

На уроках биологии и химии довольно много времени уделяется этой важной теме. Белки (protein) являются природными гетерополимерами, состоящие из α-аминокислот

Соединяет их вместе пептидная связь. Для синтеза огромного множества белков в человеческом организме используется 20.

Состав каждого белка, синтезированного в организме, определяется геномом. Различные комбинации генетического кода позволяют создавать из стандартных аминокислот огромное множество белков, отвечающих за разнообразные функции в нашем теле.

Некоторые белки довольно сложно классифицировать исключительно по их функциям. Так как один белок часто может отвечать за выполнение нескольких задач.

Список функций белков выглядит следующим образом:

  1. Структурная – отвечает за образование цитоскелета клеток, придает форму разным тканям. Наиболее известные это коллагены и эластин, входящие в состав межклеточного вещества. А также кератин – основной белок, формирующий ногти и волосы.
  2. Защитная функция разделяется на физическую, иммунную и химическую. За физическую защиту в основном отвечают тромбины, свертывающие кровь, и коллагены и кератин, формирующие роговые щитки, волосы, кожу. Химическую защиту от различных токсинов в организме выполняют в основном ферменты печени. Они растворяют токсины, позволяя быстрее вывести их. За иммунную защиту отвечают различные иммуноглобулины.
  3. Каталитическая функция использует ферменты. Это особые белки, позволяющие катализировать реакции, расщепляющие большие молекулы, или же наоборот их синтезировать. Ферменты позволяют ускорять все химические реакции в сотни и тысячи раз. За последнее время науке стало известно свыше 5000 различных ферментов.
  4. Регуляторная функция отвечает за управление всей жизнедеятельностью клетки. Белки из данной группы регулируют количество и активность остальных белков, а также множество процессов внутри самой клетки.
  5. Сигнальная функция выполняется гормонами и цитокинами. Эти белки являются сигнальным веществом, позволяя передавать информацию или сигналы частями организма.
  6. Транспортная – позволяет переносить различные вещества от одних органов и клеток к другим. Наиболее известный пример – это гемоглобин, транспортирующий кислород и углекислый газ.
  7. Запасная функция. Ее выполняют белки, запасающиеся в организме для экстренных случаев в качестве энергии или источника аминокислот.
  8. Рецепторная. Ее выполняют белки, реагирующие свет, физическое воздействие или химическое вещество.
  9. Моторная функция выполняется целыми группами белков. Среди них, например, актин и миозин. Они являются основными компонентами мышц и позволяют им сокращаться. Другие белки позволяют клеткам лейкоцитов передвигаться внутри организма.

Физико-химические свойства белков

Белки проявляют свойства амфотерности (от греч. «двойственность). Они могут в зависимости от различных факторов проявлять как кислотные, так и основные свойства.

Также белки могут быть растворимыми или не растворимыми в воде. На растворимость могут влиять как сама структура белка, так и характер растворителя, pH самого раствора или ионная сила.

Белки могут быть гидрофобными или гидрофильными. Последние в основном располагаются в ядре, цитоплазме или межклеточном веществе.

Еще одно свойство белков это денатурация. Это так называемая потеря четвертичной, третичной структур. Белки отлично приспособлены для жизни и функционирования в условиях организма, но при резком изменении внешних условий структура белка может разрушиться.

Среди таких воздействий выделяют ультразвук, высокие и низкие температуры, облучения, встряхивания, вибрации, а также действие кислот или щелочей. Денатурация может быть как частичной, так и полной, или же обратимой и необратимой.

Функции белков. Таблица

ФункцииРоль
строительнаяиз поступивших извне аминокислот синтезируются присущие данному организму белки
структурнаябелки служат составляющей всех клеточных органоидов
синтезная (каталитическая)белки выступают ферментами
регулирующая (гормональная)гормоны следят за деятельностью ферментов, контролируют биофизиологические процессы
защитная (иммунологическая)при внедрении в кровь микробов вырабатываются антитела, иммуноглобулины
энергетическаяпри малом количестве жиров или углеводов разрушаются молекулы белков, выделяя энергию
сигнальная (опознавательная)белки, встроенные на поверхности мембраны, способны менять свою координацию в пространстве в ответ на внешние факторы
рецепторнаякаждый гормон и физиологически активное соединение имеют свой рецептор
транспортнаябелки могут прикрепляться к различным веществам и доставлять их из одного отсека клетки в другой
двигательнаябелки отвечают за сокращение мышц и т.д. миофибриллы – сократительные белки
функция образования биокомплексовбиокомплексы регулируют работу внутренних мембран и органелл клетки
Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий