Создание в организме макромолекул, гормонов, ферментов

Жизнь — чудо, собранное из цепочек

ЗНАЕТЕ ли вы, что ваш организм «сконструирован» из множества микроскопических цепочек? Возможно, вам трудно это представить, но это так. В книге «Как действуют механизмы жизни» говорится, что «мельчайшие структурные элементы, из которых состоит все живое, представляют собой цепочки» («The Way Life Works»). Поэтому даже мельчайший дефект в какой-нибудь из этих цепочек может серьезно сказаться на здоровье. Что же это за цепочки? Какова их роль? И как они связаны с нашей жизнью и здоровьем?

Речь идет о молекулах, которые по своему строению напоминают цепочки. Существует два основных вида таких молекул. Это белки, которым посвящена наша статья, и молекулы ДНК и РНК, хранящие и передающие генетическую информацию. Оба вида этих молекул тесно взаимосвязаны: одна из основных функций ДНК и РНК — участие в создании множества белков, из которых строится жизнь.

Катализаторы, защитники и строительный материал

По своему разнообразию белки превосходят все другие макромолекулы, входящие в состав живых организмов. Существуют защитные белки, ферменты, а также регуляторные, структурные и транспортные белки. Множество иммуноглобулинов, или антител, защищают организм от вторжения в него бактерий и вирусов. Другие глобулины помогают «залатать» кровеносные сосуды, поврежденные при травме.

Ферменты служат катализаторами, ускоряя химические реакции, например те, которые связаны с процессом пищеварения. В книге «Нить жизни» говорится, что «без ферментов мы умерли бы с голоду, поскольку после одного обычного принятия пищи процесс переваривания длился бы 50 лет» («The Thread of Life»). Ферменты действуют подобно рабочим на конвейере — каждый белок исполняет свою конкретную задачу. Например, фермент мальтаза расщепляет сахар мальтозу на две молекулы глюкозы. Лактаза расщепляет лактозу, или молочный сахар. Другие ферменты соединяют атомы и молекулы, образуя новые вещества. Причем действуют ферменты с молниеносной скоростью. Одна лишь молекула фермента может катализировать тысячи химических реакций в секунду!

Другие белки — гормоны — выполняют регуляторную функцию. Попадая в кровь, они активизируют или тормозят деятельность разных органов. Например, инсулин заставляет клетки поглощать глюкозу, служащую им источником энергии. Структурные белки, такие, как коллаген и кератин, входят в состав хрящей, волос, ногтей и кожи. Эти белки, как говорится в книге «Как действуют механизмы жизни», подобны «опорам, балкам, фанере, цементу и гвоздям».

Транспортные белки служат в мембране клетки насосами и трубами, доставляя различные вещества в клетку или удаляя их из нее. Давайте рассмотрим, из чего состоят белки и как их строение связано с их функцией.

В основе сложности — простота

Во многих языках используется алфавит. Из букв, входящих в него, составляются слова, а из слов — предложения. В живых организмах на молекулярном уровне действует подобный принцип. Исходный «алфавит» находится в ДНК. Поразительно то, что этот «алфавит» состоит лишь из 4 букв: А, Г, Ц и Т, обозначающих химические основания: аденин, гуанин, цитозин и тимин. Информация из ДНК, кодируемая этими 4 основаниями, переносится в РНК и используется для создания аминокислот, которые можно сравнить со словами. Но в отличие от обычных слов, все аминокислоты кодируются одинаковым количеством букв, а именно тремя. Рибосомы — «цеха» по сборке белков — связывают аминокислоты между собой. Полученные цепочки, белки, можно сравнить с предложениями. Типичный белок состоит из большего числа элементов, чем предложения, которые мы читаем или слышим,— он содержит примерно 300—400 аминокислот.

Согласно одному справочнику, в природе встречаются сотни видов аминокислот, но в состав большинства белков входит лишь около 20. Эти аминокислоты могут образовывать практически бесконечное число комбинаций. Например: если из 20 видов аминокислот составлять разные цепочки длиною 100 аминокислот, то может получиться более 10100 (единица со ста нулями) вариантов!

Форма белков и их функции

Форма белков чрезвычайно важна, благодаря ей белок может выполнять свою роль в клетке. Как последовательность аминокислот влияет на форму белка? В отличие от подвижных звеньев металлической или пластмассовой цепи, аминокислоты соединяются друг с другом под определенным углом, образуя правильные структуры. Некоторые цепочки сворачиваются в спираль наподобие телефонного провода, а другие складываются в гармошку. Затем эти спирали и «гармошки» сворачиваются в более сложные, трехмерные структуры. Белки не случайно образуют ту или иную форму, ведь от формы зависит их функция. Если в цепи аминокислот возникает дефект, это приводит к серьезным последствиям.

Читайте еще:

Когда в цепи возникает дефект

Теория, объясняющая механизм болезни
«Почтовый индекс» белков
Как образуются белки?

Если Вам помог материал на этом сайте, Вы можете поддержать развитие сайта небольшим пополнением через любые терминалы пополнения