Olbaltumvielas

Olbaltumvielas ir lielas biomolekulas vai makromolekulas, kas sastāv no vienas vai vairākām aminoskābju atlikumu garajām ķēdēm. Olbaltumvielas organismā veic plašu funkciju klāstu, ieskaitot katalizējot metabolisma reakcijas, DNS replikāciju, reaģējot uz stimuliem, nodrošinot struktūru šūnām un organismiem un pārvadājot molekulas no vienas vietas uz otru. Olbaltumvielas viena no otras atšķiras galvenokārt ar aminoskābju secību, ko nosaka to gēnu nukleotīdu secība, un kuras rezultāts parasti ir olbaltumvielu salocīšana īpašā 3D struktūrā, kas nosaka tā aktivitāti.

Aminoskābju atlikumu lineāru ķēdi sauc par polipeptīdu. Olbaltumviela satur vismaz vienu garo polipeptīdu. Īsos polipeptīdus, kas satur mazāk par 20–30 atlikumiem, reti uzskata par olbaltumvielām un parasti sauc par peptīdiem vai dažreiz arī par oligopeptīdiem. Atsevišķās aminoskābju atliekas ir savienotas kopā ar peptīdu saitēm un blakus esošajām aminoskābju atlikumiem. Olbaltumvielu aminoskābju atlikumu secību nosaka gēna secība, kas ir iekodēts ģenētiskajā kodā. Kopumā ģenētiskais kods norāda 20 standarta aminoskābes; bet dažos organismos ģenētiskais kods var ietvert selenocisteīnu un – dažos arhaea – pirolizīnu. Neilgi pēc sintēzes vai pat tās laikā olbaltumvielu atlikumi bieži tiek ķīmiski modificēti ar translatīvās modifikācijas palīdzību, kas maina olbaltumvielu fizikālās un ķīmiskās īpašības, locīšanu, stabilitāti, aktivitāti un galu galā arī funkciju. Dažiem proteīniem ir piesaistītas nepeptīdu grupas, kuras var saukt par protezēšanas grupām vai kofaktoriem. Olbaltumvielas var darboties arī kopā, lai sasniegtu noteiktu funkciju, un tie bieži asociējas, veidojot stabilus olbaltumvielu kompleksus.

Pēc veidošanās olbaltumvielas pastāv tikai noteiktu laika periodu, un pēc tam šūnas mehānismi tos noārda un pārstrādā olbaltumvielu apmaiņas procesā. Olbaltumvielu dzīves ilgumu mēra pēc tā eliminācijas pusperioda un aptver plašu diapazonu. Tie var pastāvēt minūtes vai gadus, un vidējais mūža ilgums zīdītāju šūnās ir 1–2 dienas. Nenormāli vai nepareizi salikti proteīni tiek sadalīti ātrāk, vai nu tāpēc, ka tie tiek iznīcināti, vai arī ir nestabili.

Tāpat kā citas bioloģiskās makromolekulas, piemēram, polisaharīdi un nukleīnskābes, olbaltumvielas ir svarīgas organismu daļas un piedalās praktiski visos šūnās notiekošajos procesos. Daudzi proteīni ir fermenti, kas katalizē bioķīmiskās reakcijas un ir vitāli nepieciešami metabolismam. Olbaltumvielām ir arī strukturālas vai mehāniskas funkcijas, piemēram, aktīns un miozīns muskuļos un olbaltumvielas citoskeletonā, kas veido sastatņu sistēmu, kas uztur šūnu formu. Citas olbaltumvielas ir svarīgas šūnu signalizācijā, imūnās atbildēs, šūnu adhēzijā un šūnu ciklā. Dzīvniekiem uzturā ir nepieciešami proteīni, lai nodrošinātu neaizvietojamās aminoskābes, kuras nevar sintezēt. Gremošana sadala olbaltumvielas, lai tās izmantotu vielmaiņā.

Olbaltumvielas var attīrīt no citiem šūnu komponentiem, izmantojot dažādas metodes, piemēram, ultracentrifugēšanu, izgulsnēšanu, elektroforēzi un hromatogrāfiju; gēnu inženierijas parādīšanās ļāva veikt vairākas metodes attīrīšanas atvieglošanai. Olbaltumvielu struktūras un funkciju izpētei parasti izmanto imūnhistoķīmiju, uz vietni vērstu mutaģenēzi, rentgena kristalogrāfiju, kodolmagnētisko rezonansi un masas spektrometriju.

You cannot copy content of this page