Proteine ​​in der Zelle

Proteine sind sehr wichtige Moleküle, die für alle lebenden Organismen essentiell sind. Proteine ​​sind, gemessen am Trockengewicht, die größte Zelleinheit. Proteine ​​sind an praktisch allen Zellfunktionen beteiligt, und jeder Rolle wird eine andere Art von Protein zugewiesen, wobei die Aufgaben von der allgemeinen zellulären Unterstützung über die Zellsignalisierung bis hin zur Fortbewegung reichen. Insgesamt gibt es sieben Arten von Proteinen.

Proteine

• Proteine sind Biomoleküle aus Aminosäuren, die an nahezu allen zellulären Aktivitäten beteiligt sind.
• Vorkommen im Zytoplasma, Übersetzung ist der Prozess, durch den Proteine ​​sind synthetisiert.
• Das typische Protein besteht aus einem einzigen Satz von Aminosäuren. Jedes Protein ist speziell für seine Funktion ausgestattet.
• Jedes Protein im menschlichen Körper kann aus Permutationen von nur 20 Aminosäuren hergestellt werden.
• Es gibt sieben Arten von Proteinen: Antikörper, kontraktile Proteine, Enzyme, Hormonproteine, Strukturproteine, Speicherproteine, und Transportproteine.

Proteinsynthese

Proteine ​​werden im Körper durch einen Prozess namens synthetisiert Übersetzung. Die Translation findet im Zytoplasma statt und beinhaltet die Umwandlung genetischer Codes in Proteine. Genetische Codes werden während der DNA-Transkription zusammengesetzt, wobei DNA in RNA decodiert wird. Zellstrukturen, die Ribosomen genannt werden, helfen dann dabei, RNA in Polypeptidketten zu transkribieren, die modifiziert werden müssen, um zu funktionierenden Proteinen zu werden.

Aminosäuren und Polypeptidketten

Aminosäuren sind die Bausteine ​​aller Proteine, unabhängig von ihrer Funktion. Proteine ​​sind typischerweise eine Kette von 20 Aminosäuren. Der menschliche Körper kann Kombinationen dieser 20 Aminosäuren verwenden, um jedes Protein herzustellen, das er benötigt. Die meisten Aminosäuren folgen einer Strukturvorlage, in der ein Alpha-Kohlenstoff an die folgenden Formen gebunden ist:

• Ein Wasserstoffatom (H)
• Eine Carboxylgruppe (-COOH)
• Eine Aminogruppe (-NH2)
• Eine "variable" Gruppe

Über die verschiedenen Arten von Aminosäuren hinweg ist die "variable" Gruppe am stärksten für die Variation verantwortlich, da alle Wasserstoff-, Carboxylgruppen- und Aminogruppenbindungen aufweisen.

Aminosäuren werden durch Dehydratisierungssynthese verbunden, bis sie Peptidbindungen bilden. Wenn eine Anzahl von Aminosäuren durch diese Bindungen miteinander verbunden sind, wird eine Polypeptidkette gebildet. Eine oder mehrere Polypeptidketten, die zu einer 3-D-Form verdreht sind, bilden ein Protein.

Proteinstruktur

Die Struktur eines Proteins kann sein kugelförmig oder faserig abhängig von seiner besonderen Rolle (jedes Protein ist spezialisiert). Globuläre Proteine ​​sind im Allgemeinen kompakt, löslich und kugelförmig. Faserproteine ​​sind typischerweise länglich und unlöslich. Globuläre und faserige Proteine ​​können eine oder mehrere Arten von Proteinstrukturen aufweisen. 

Es gibt vier strukturelle Proteinebenen: primäre, sekundäre, tertiäre und quartäre. Diese Mengen bestimmen die Form und Funktion eines Proteins und unterscheiden sich durch den Grad der Komplexität in einer Polypeptidkette. Die primäre Ebene ist die einfachste und rudimentärste, während die quaternäre Ebene eine ausgefeilte Bindung beschreibt.

Ein einzelnes Proteinmolekül kann eine oder mehrere dieser Proteinstrukturstufen enthalten, und die Struktur und Komplexität eines Proteins bestimmen seine Funktion. Kollagen hat zum Beispiel eine supergewickelte helikale Form, die lang, fadenförmig, stark und seilartig ist. Kollagen bietet eine hervorragende Unterstützung. Hämoglobin hingegen ist ein globuläres Protein, das gefaltet und kompakt ist. Seine kugelförmige Form eignet sich zum Manövrieren durch Blutgefäße.

Arten von Proteinen

Es gibt insgesamt sieben verschiedene Proteintypen, unter die alle Proteine ​​fallen. Dazu gehören Antikörper, kontraktile Proteine, Enzyme, Hormonproteine, Strukturproteine, Speicherproteine ​​und Transportproteine.

Antikörper

Antikörper sind spezialisierte Proteine, die den Körper gegen Antigene oder fremde Eindringlinge verteidigen. Ihre Fähigkeit, durch den Blutkreislauf zu wandern, ermöglicht es dem Immunsystem, Bakterien, Viren und andere fremde Eindringlinge im Blut zu identifizieren und gegen sie zu verteidigen. Ein Weg, wie Antikörper Antigenen entgegenwirken, besteht darin, sie so zu immobilisieren, dass sie von weißen Blutkörperchen zerstört werden können.

Kontraktile Proteine

Kontraktile Proteine sind verantwortlich für Muskelkontraktion und Bewegung. Beispiele dieser Proteine ​​schließen Actin und Myosin ein. Eukaryoten neigen dazu, reichlich Aktin zu besitzen, das die Muskelkontraktion sowie die zellulären Bewegungs- und Teilungsprozesse steuert. Myosin treibt die Aufgaben des Aktins an, indem es es mit Energie versorgt.

Enzyme

Enzyme sind Proteine, die biochemische Reaktionen erleichtern und beschleunigen, weshalb sie oft als Katalysatoren bezeichnet werden. Zu den bemerkenswerten Enzymen zählen Lactase und Pepsin, Proteine, die für ihre Rolle bei Erkrankungen des Verdauungstrakts und bei speziellen Diäten bekannt sind. Eine Laktoseintoleranz wird durch einen Laktasemangel verursacht, ein Enzym, das die in Milch enthaltene Zuckerlaktose abbaut. Pepsin ist ein Verdauungsenzym, das im Magen arbeitet, um Proteine ​​in der Nahrung abzubauen - ein Mangel an diesem Enzym führt zu Verdauungsstörungen.

Andere Beispiele für Verdauungsenzyme sind die im Speichel vorhandenen: Speichelamylase, Speichelkallikrein und Linguallipase erfüllen alle wichtige biologische Funktionen. Speichel-Amylase ist das primäre Enzym im Speichel und zerlegt Stärke in Zucker.

Hormonelle Proteine

Hormonelle Proteine sind Botenproteine, die dabei helfen, bestimmte Körperfunktionen zu koordinieren. Beispiele umfassen Insulin, Oxytocin und Somatotropin.

Insulin reguliert den Glukosestoffwechsel durch Steuerung der Blutzuckerkonzentration im Körper, Oxytocin stimuliert Kontraktionen während der Geburt und Somatotropin ist ein Wachstumshormon, das die Proteinproduktion in Muskelzellen anregt.

Strukturproteine

Strukturelle Proteine Sie sind faserig und fadenziehend. Diese Formation macht sie ideal für die Unterstützung verschiedener anderer Proteine ​​wie Keratin, Kollagen und Elastin.

Keratine stärken Schutzhüllen wie Haut, Haare, Federkiele, Federn, Hörner und Schnäbel. Kollagen und Elastin unterstützen Bindegewebe wie Sehnen und Bänder.

Speicherproteine

Speicherproteine Aminosäuren für den Körper bis zur Verwendung aufbewahren. Beispiele für Speicherproteine ​​sind Ovalbumin, das in Eiweiß enthalten ist, und Casein, ein Protein auf Milchbasis. Ferritin ist ein weiteres Protein, das Eisen im Transportprotein Hämoglobin speichert.

Transportproteine

Transport von Proteinen sind Trägerproteine, die Moleküle im Körper von einem Ort zum anderen bewegen. Hämoglobin ist eines davon und für den Sauerstofftransport durch das Blut über rote Blutkörperchen verantwortlich. Cytochrome, eine andere Art von Transportprotein, wirken in der Elektronentransportkette als Elektronenträgerproteine.