Las proteínas son las sustancias orgánicas más importantes, cuyo número prevalece sobre todas las demás macromoléculas que están presentes en una célula viva. Constituyen más de la mitad del peso de la materia seca de los organismos vegetales y animales. Las funciones de las proteínas en la célula son diversas, algunas de ellas aún desconocidas para la ciencia. Pero aún así, las direcciones principales de su "trabajo" están bien estudiadas. Algunos son necesarios para estimular los procesos que ocurren en las células y los tejidos. Otros transportan compuestos minerales importantes a través de la membrana celular ya través de los vasos sanguíneos de un órgano a otro. Algunos protegen el cuerpo de agentes extraños a menudo patógenos. Una cosa está clara: ningún proceso en nuestro cuerpo se lleva a cabo sin proteínas.
Funciones básicas de las proteínas
Las funciones de las proteínas en el cuerpo son diversas. Cada grupo tiene una sustancia química específica.edificio, realiza un "trabajo" especializado. En algunos casos, varios tipos de proteínas están interconectados entre sí. Son responsables de diferentes etapas de un mismo proceso. O afectan a varios a la vez. Por ejemplo, la función reguladora de las proteínas la llevan a cabo enzimas y hormonas. Este fenómeno se puede imaginar recordando la hormona adrenalina. Es producido por la médula suprarrenal. Al entrar en los vasos sanguíneos, aumenta la cantidad de oxígeno en la sangre. La presión arterial también aumenta, aumenta el contenido de azúcar. Esto estimula los procesos metabólicos. La adrenalina también es un neurotransmisor en peces, anfibios y reptiles.
Función enzimática
Muchas reacciones bioquímicas que ocurren en las células de los organismos vivos se llevan a cabo a altas temperaturas y con un valor de pH neutro. En tales condiciones, la velocidad de su paso es demasiado baja, por lo que se necesitan catalizadores especializados llamados enzimas. Toda su diversidad se combina en 6 clases, que difieren en la especificidad de la acción. Las enzimas se sintetizan en los ribosomas de las células. La ciencia de la enzimología se dedica a su estudio.
Sin duda, la función reguladora de las proteínas es imposible sin las enzimas. Tienen una alta selectividad de acción. Su actividad puede ser regulada por inhibidores y activadores. Además, las enzimas suelen exhibir especificidad de sustrato. Además, la actividad enzimática depende de las condiciones del cuerpo y de las células en particular. Su flujo se ve afectado por la presión, el pH ácido, la temperatura, la fuerza iónica de la solución, es decirconcentración de sal en el citoplasma.
Función de transporte de proteínas
La célula debe recibir constantemente las sustancias minerales y orgánicas necesarias para el organismo. Son necesarios como materiales de construcción y fuentes de energía en las células. Pero el mecanismo de su recepción es bastante complicado. Las paredes celulares están formadas por algo más que proteínas. Las membranas biológicas se construyen sobre el principio de una doble capa de lípidos. Varias proteínas están incrustadas entre ellos. Es muy importante que las regiones hidrofílicas estén ubicadas en la superficie de la membrana, mientras que las regiones hidrofóbicas estén ubicadas en su espesor. Por lo tanto, tal estructura hace que la cubierta sea impenetrable. No pueden atravesarlo solos, sin "ayuda", componentes tan importantes como azúcares, iones de metol y aminoácidos. Son transportados a través de la membrana citoplasmática al citoplasma por proteínas especializadas que están incrustadas en capas lipídicas.
Transporte de sustancias de un órgano a otro
Pero la función de transporte de las proteínas no se realiza sólo entre la sustancia intercelular y la célula. Algunas sustancias importantes para los procesos fisiológicos tienen que pasar de un cuerpo a otro. Por ejemplo, la proteína de transporte en la sangre es la albúmina sérica. Está dotado de una capacidad única para formar compuestos con ácidos grasos que aparecen durante la digestión de las grasas, con fármacos, así como con hormonas esteroides. Las proteínas portadoras importantes son la hemoglobina (que transporta moléculas de oxígeno), la transferrina (que se combina con iones de hierro) y la ceruplasmina (que forma complejos concobre).
Función de señal de las proteínas
Las proteínas receptoras son de gran importancia en el curso de los procesos fisiológicos en los organismos complejos multicelulares. Están incrustados en la membrana plasmática. Sirven para percibir y descifrar varios tipos de señales que ingresan a las células en un flujo continuo no solo de los tejidos vecinos, sino también del entorno externo. Actualmente, quizás la proteína receptora más estudiada es la acetilcolina. Se encuentra en una serie de uniones interneuronales en la membrana celular.
Pero la función de señalización de las proteínas no solo se lleva a cabo dentro de las células. Muchas hormonas se unen a receptores específicos en su superficie. Tal compuesto formado es una señal que activa procesos fisiológicos en las células. Un ejemplo de tales proteínas es la insulina, que actúa en el sistema de adenilato ciclasa.
Función de protección
Las funciones de las proteínas en una célula son diferentes. Algunos de ellos están implicados en las respuestas inmunitarias. Esto protege al cuerpo de infecciones. El sistema inmunológico es capaz de responder a los agentes extraños identificados con la síntesis de una gran cantidad de linfocitos. Estas sustancias pueden dañar selectivamente a estos agentes, pueden ser extraños al cuerpo, como bacterias, partículas supramoleculares, o pueden ser células cancerosas.
Uno de los grupos, los linfocitos "beta", produce proteínas que ingresan al torrente sanguíneo. Tienen una función muy interesante. Estas proteínas deben reconocer células y macromoléculas extrañas. Luego se conectan con ellos,formando un complejo que debe ser destruido. Estas proteínas se llaman inmunoglobulinas. Los propios componentes extraños son antígenos. Y las inmunoglobulinas que les corresponden son anticuerpos.
Función estructural
En el cuerpo, además de altamente especializadas, también existen proteínas estructurales. Son necesarios para proporcionar resistencia mecánica. Estas funciones de las proteínas en la célula son importantes para mantener la forma y la juventud del cuerpo. El más famoso es el colágeno. Es la proteína principal de la matriz extracelular de los tejidos conectivos. En mamíferos superiores, es hasta 1/4 de la masa total de proteínas. El colágeno se sintetiza en los fibroblastos, que son las principales células de los tejidos conectivos.
Tales funciones de las proteínas en la célula son de gran importancia. Además del colágeno, se conoce otra proteína estructural: la elastina. También es un constituyente de la matriz extracelular. La elastina puede dar a los tejidos la capacidad de estirarse dentro de ciertos límites y volver fácilmente a su forma original. Otro ejemplo de una proteína estructural es la fibroína, que se encuentra en las orugas del gusano de seda. Es el principal componente de los hilos de seda.
Proteínas motoras
El papel de las proteínas en la célula no se puede subestimar. También participan en el trabajo de los músculos. La contracción muscular es un proceso fisiológico importante. Como resultado, el ATP almacenado en forma de macromoléculas se convierte en energía química. Los participantes directos en el proceso son dos proteínas: la actina y la miosina.
Estas proteínas motorasson moléculas filamentosas que funcionan en el sistema contráctil de los músculos esqueléticos. También se encuentran en tejidos no musculares en células eucariotas. Otro ejemplo de proteínas motoras es la tubulina. A partir de él se construyen los microtúbulos, que son un elemento importante de los flagelos y los cilios. Los microtúbulos que contienen tubulina también se encuentran en las células del tejido nervioso de los animales.
Antibióticos
El papel protector de las proteínas en la célula es enorme. Parte de él se asigna a un grupo que comúnmente se llama antibióticos. Estas son sustancias de origen natural, que se sintetizan, por regla general, en bacterias, hongos microscópicos y otros microorganismos. Su objetivo es suprimir los procesos fisiológicos de otros organismos competidores. Los antibióticos de origen proteico fueron descubiertos en los años 40. Revolucionaron la medicina, dándole un poderoso impulso al desarrollo.
Por su naturaleza química, los antibióticos son un grupo muy diverso. También difieren en su mecanismo de acción. Algunos impiden la síntesis de proteínas dentro de las células, otros bloquean la producción de enzimas importantes, otros inhiben el crecimiento y otros inhiben la reproducción. Por ejemplo, la conocida estreptomicina interactúa con los ribosomas de las células bacterianas. Por lo tanto, ralentizan drásticamente la síntesis de proteínas. Al mismo tiempo, estos antibióticos no interactúan con los ribosomas eucariotas del cuerpo humano. Esto significa que estas sustancias no son tóxicas para los mamíferos superiores.
Estas no son todas las funciones de las proteínas en la célula. MesaLas sustancias antibióticas le permiten determinar otras acciones altamente especializadas que estos compuestos naturales específicos pueden tener sobre las bacterias y no solo. Actualmente, se están estudiando antibióticos de origen proteico que, al interactuar con el ADN, interrumpen los procesos asociados con la incorporación de la información hereditaria. Pero hasta ahora, tales sustancias se usan solo en la quimioterapia de enfermedades oncológicas. Un ejemplo de una sustancia antibiótica de este tipo es la dactinomicina, que es sintetizada por los actinomicetos.
Toxinas
Las proteínas en una célula realizan una función muy específica e incluso extraordinaria. Varios organismos vivos producen sustancias tóxicas: toxinas. Por su naturaleza, son proteínas y compuestos orgánicos complejos de bajo peso molecular. Un ejemplo es la pulpa venenosa del hongo somormujo pálido.
Proteínas de reserva y alimentos
Algunas proteínas cumplen la función de proporcionar nutrición a los embriones de animales y plantas. Hay muchos ejemplos de este tipo. La importancia de la proteína en la célula de las semillas de cereales radica precisamente en esto. Nutrirán el germen emergente de la planta en las primeras etapas de su desarrollo. En los animales, las proteínas de la dieta son la albúmina de huevo y la caseína de leche.
Propiedades inexploradas de las proteínas
Los ejemplos anteriores son solo la parte que ya ha sido suficientemente estudiada. Pero en la naturaleza hay muchos misterios. Las proteínas en la célula de muchas especies biológicas son únicas, y en la actualidad incluso las clasificandifícil. Por ejemplo, la monelina es una proteína descubierta y aislada de una planta africana. Tiene un sabor dulce, pero no es obeso ni tóxico. En el futuro, puede ser un excelente sustituto del azúcar. Otro ejemplo es una proteína que se encuentra en algunos peces del Ártico que evita que la sangre se congele al actuar como anticongelante en el sentido literal de la comparación. En varios insectos, la proteína resilina, que tiene una elasticidad única, casi perfecta, se encontró en las articulaciones de las alas. Y estos no son todos ejemplos de sustancias que aún deben estudiarse y clasificarse.
