Білки

Білки - Це ланцюжка амінокислот, що виконують безліч функцій, найважливіша з яких -- ферментативна, тобто регулювання хімічних реакцій в живих організмах.

В основі життєдіяльності будь-якого організму лежать хімічні процеси. У кожній клітці вашого тіла відбуваються тисячі хімічних реакцій, і сукупність цих реакцій визначає вашу індивідуальність. У цієї грандіозної хімічної системі найважливішу роль відіграють молекули білків.

Давайте на початку нашої бесіди про білках поговоримо про їх будову. При конструюванні складних молекул ви можете піти двома шляхами: або використовувати систему модулів і збирати всілякі великі молекули з невеликого числа структурних одиниць, або виготовляти кожну молекулу за індивідуальним планом. Згадайте старі і нові методи будівництва. Раніше всі елементи конструкції виготовляли тільки для однієї будівлі, і в інших будинках вони не зустрічалися. У наш час такі будинки (якщо їх тільки можна відреставрувати) вважаються дуже красивими і цінуються вище сучасних будівель. Сучасний же метод будівництва полягає в тому, щоб взяти вже готові однотипні деталі, або модулі (цеглу, вікна, двері), і зібрати з них будинок. Але і в такій системі, компонуючи серійні деталі по-різному, можна побудувати найрізноманітніші споруди. Аналогічний підхід реалізується в живих системах - структурна складність досягається за рахунок модульного принципу побудови. Саме такий підхід логічний з точки зору теорії еволюції, оскільки він дозволяє послідовно ускладнювати структури у міру появи нових модулів.

Основний структурною одиницею білків є амінокислоти. Молекули цього класу мають схожу структуру, трохи розрізняючись в деталях. Вони являють собою ланцюжок атомів, на одному кінці якої знаходиться позитивно заряджений іон водню (Н +), а на іншому - негативно заряджена гідроксильна група (ОН-), що складається з кисню та водню. Від основної ланцюга відгалужуються бічні групи, різні для різних амінокислот. У живих організмах налічується 21 амінокислота.

З амінокислот будується білок. Цей процес нагадує нанизування намистин на нитку. При зближенні двох амінокислот іон водню (Н +) однієї з них з'єднується з ОН - групою другого, і дві амінокислоти зв'язуються один з одним з вивільненням молекули води. При цьому можливі самі різні поєднання амінокислот. Послідовність амінокислот у «намисті» називається первинної структурою білка. Оскільки намистиною може бути будь-яка з 21 амінокислоти, то навіть для коротких білків існує величезна кількість можливих варіантів первинної структури. Наприклад, існує понад 10 трильйонів способів зібрати білок довжиною всього в 10 амінокислот!

Після того як визначена первинна структура білка, під дією електростатичних взаємодій між різними боковими групами амінокислот, а також між амінокислотами і навколишнього їх водою білок приймає складну тривимірну форму. Для нас найважливіше білки, які звертаються в складні сферичні структури, оскільки саме вони регулюють хімічні реакції в живих організмах. (Інші типи білків, наприклад ті, з яких складаються волосся і інші структури тіла, мають не таку форму.)

При взаємодії складних молекул між певними атомами кожній з молекул утворюється хімічний зв'язок. Однієї лише здатності молекул до взаємодії недостатньо для утворення зв'язку. Дві молекули повинні зблизитися і прийняти таку орієнтацію, при якій атоми, здатні утворювати хімічні зв'язки, могли б зістикуватися, як космічні кораблі на орбіті. Тому тривимірна структура має першорядне значення для хімічних процесів, що йдуть в живих організмах.

Важко повірити, щоб дві складні молекули, надані самі собі, випадковим чином розташувалися б в просторі так, щоб стало можливим їх взаємодія. Для перебігу хімічної реакції з помітною швидкістю необхідна участь молекул, які називаються ферментами (див. Каталізатори та ферменти). Фермент притягує обидві молекули до себе і надає їм орієнтацію, що забезпечує взаємодія. Як тільки взаємодія сталося, фермент, який виконав свою роботу, вивільняється і може повторити цю операцію з наступною парою молекул.

Завдяки своїй складній структурі білки ідеально справляються з роллю ферментів. Кожній первинної структурою відповідає певна форма молекули білка і, отже, певна хімічна реакція, яку цей білок каталізує. В усіх живих організмах первинна структура білка записана на молекулі ДНК (див. Центральна догма молекулярної біології). Таким чином, ДНК тримає під контролем весь організм, визначаючи спектр утворюються білків і, таким чином, можливі хімічні реакції.

В принципі, по первинній структурі білка можна було б передбачити, яку форму буде мати його молекула, а значить, передбачити і природу хімічної реакції, у якій цей білок буде брати участь. Насправді ж ця проблема укладання білка настільки складна, що поки її неможливо вирахувати навіть за допомоги кращих комп'ютерів і програмного забезпечення. На сьогоднішній день це один з основних невирішених проблем молекулярної біології.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://elementy.ru/