Valk

Valgud on suured biomolekulid ehk makromolekulid, mis koosnevad ühest või mitmest aminohappejäägi pikast ahelast. Valgud täidavad organismides suurt hulka funktsioone, sealhulgas katalüüsivad metaboolseid reaktsioone, DNA replikatsiooni, reageerivad stiimulitele, pakuvad rakkudele ja organismidele struktuuri ja transpordivad molekule ühest kohast teise. Valgud erinevad üksteisest peamiselt aminohapete järjestuse järgi, mille dikteerib nende geenide nukleotiidijärjestus ja mille tulemuseks on tavaliselt valkude voldimine spetsiifiliseks 3D-struktuuriks, mis määrab selle aktiivsuse.

Aminohappejääkide lineaarset ahelat nimetatakse polüpeptiidiks. Valk sisaldab vähemalt ühte pikka polüpeptiidi. Lühikesi polüpeptiide, mis sisaldavad vähem kui 20–30 jääki, peetakse harva valkudeks ja tavaliselt nimetatakse neid peptiidideks või mõnikord oligopeptiidideks. Üksikud aminohappejäägid on seotud peptiidsidemete ja külgnevate aminohappejääkidega. Valgu aminohappejääkide järjestus on määratletud geenijärjestusega, mis on kodeeritud geneetilises koodis. Üldiselt määratleb geneetiline kood 20 standardset aminohapet; kuid teatud organismides võib geneetiline kood sisaldada selenotsüsteiini ja – teatud arhaea korral – pürrolüsiini. Vahetult pärast sünteesi või isegi sünteesi ajal muudetakse valgu jääke keemiliselt translatsioonijärgse modifikatsiooniga, mis muudab valkude füüsikalisi ja keemilisi omadusi, voltimist, stabiilsust, aktiivsust ja lõppkokkuvõttes ka funktsiooni. Mõnedel valkudel on seotud mittepeptiidrühmad, mida võib nimetada proteesirühmadeks või kofaktoriteks. Valgud võivad ka teatud funktsiooni saavutamiseks koos töötada ja sageli seostatakse nad stabiilsete valgukomplekside moodustamiseks.

Pärast valkude moodustumist eksisteerivad valgud ainult teatud aja jooksul ning seejärel lagundatakse ja töödeldakse raku masina poolt valkude ringluse kaudu ringlusse. Valgu eluiga mõõdetakse selle poolestusaja järgi ja see hõlmab laia valikut. Need võivad esineda minutit või aastaid, keskmine eluiga imetajarakkudes 1–2 päeva. Ebanormaalsed või valesti volditud valgud lagunevad kiiremini kas hävitamise sihtmärgi või ebastabiilsuse tõttu.

Nagu teisedki bioloogilised makromolekulid, näiteks polüsahhariidid ja nukleiinhapped, on valgud organismide olulised osad ja osalevad rakkudes praktiliselt igas protsessis. Paljud valgud on ensüümid, mis katalüüsivad biokeemilisi reaktsioone ja on üliolulised ainevahetusele. Valkudel on ka struktuursed või mehaanilised funktsioonid, näiteks lihastes asuvad aktiin ja müosiin ning tsütoskeletis paiknevad valgud, mis moodustavad raku kuju säilitava tellingute süsteemi. Muud valgud on olulised raku signaalimisel, immuunvastustes, raku adhesioonis ja rakutsüklis. Loomadel on dieedis valke vaja, et saada asendamatuid aminohappeid, mida ei saa sünteesida. Seedimine lagundab valgud ainevahetuses kasutamiseks.

Valke võib puhastada teistest rakulistest komponentidest, kasutades mitmesuguseid tehnikaid, näiteks ultratsentrifuugimine, sadestamine, elektroforees ja kromatograafia; geenitehnoloogia tulek on võimaldanud puhastamise hõlbustamiseks mitmeid meetodeid. Valgu struktuuri ja talitluse uurimiseks tavaliselt kasutatavad meetodid hõlmavad immunohistokeemiat, saitidele suunatud mutageneesi, röntgenkristallograafiat, tuumamagnetresonantsi ja massispektromeetriat.

You cannot copy content of this page