Les protéines sont les substances organiques les plus importantes, dont le nombre prévaut sur toutes les autres macromolécules présentes dans une cellule vivante. Ils représentent plus de la moitié du poids de matière sèche des organismes végétaux et animaux. Les fonctions des protéines dans la cellule sont diverses, certaines d'entre elles sont encore inconnues de la science. Mais encore, les principales directions de leur "travail" sont bien étudiées. Certains sont nécessaires pour stimuler les processus se produisant dans les cellules et les tissus. D'autres transportent d'importants composés minéraux à travers la membrane cellulaire et à travers les vaisseaux sanguins d'un organe à l'autre. Certains protègent l'organisme des agents étrangers souvent pathogènes. Une chose est claire - pas un seul processus dans notre corps ne se déroule sans protéines.
Fonctions de base des protéines
Les fonctions des protéines dans le corps sont diverses. Chaque groupe a un produit chimique spécifiquebâtiment, effectue un "travail" spécialisé. Dans certains cas, plusieurs types de protéines sont interconnectés les uns avec les autres. Ils sont responsables des différentes étapes d'un même processus. Ou ils en affectent plusieurs à la fois. Par exemple, la fonction régulatrice des protéines est assurée par des enzymes et des hormones. Ce phénomène peut être imaginé en se souvenant de l'hormone adrénaline. Il est produit par la médullosurrénale. Pénétrant dans les vaisseaux sanguins, il augmente la quantité d'oxygène dans le sang. La pression artérielle augmente également, la teneur en sucre augmente. Cela stimule les processus métaboliques. L'adrénaline est également un neurotransmetteur chez les poissons, les amphibiens et les reptiles.
Fonction enzymatique
De nombreuses réactions biochimiques se produisant dans les cellules d'organismes vivants sont effectuées à des températures élevées et avec une valeur de pH neutre. Dans de telles conditions, la vitesse de leur passage est trop faible, des catalyseurs spécialisés appelés enzymes sont donc nécessaires. Toute leur diversité est combinée en 6 classes, qui diffèrent par la spécificité de l'action. Les enzymes sont synthétisées sur les ribosomes dans les cellules. La science de l'enzymologie est engagée dans leur étude.
Sans aucun doute, la fonction régulatrice des protéines est impossible sans enzymes. Ils ont une grande sélectivité d'action. Leur activité peut être régulée par des inhibiteurs et des activateurs. De plus, les enzymes présentent généralement une spécificité de substrat. De plus, l'activité enzymatique dépend des conditions dans le corps et dans les cellules en particulier. Leur écoulement est affecté par la pression, le pH acide, la température, la force ionique de la solution, c'est-à-direconcentration de sel dans le cytoplasme.
Fonction de transport des protéines
La cellule doit constamment recevoir les substances minérales et organiques nécessaires à l'organisme. Ils sont nécessaires comme matériaux de construction et sources d'énergie dans les cellules. Mais le mécanisme de leur réception est assez compliqué. Les parois cellulaires sont constituées de plus que de simples protéines. Les membranes biologiques sont construites sur le principe d'une double couche de lipides. Diverses protéines sont intégrées entre elles. Il est très important que les régions hydrophiles soient situées à la surface de la membrane, tandis que les régions hydrophobes soient situées dans son épaisseur. Ainsi, une telle structure rend la coque impénétrable. Ils ne peuvent pas le traverser seuls, sans "aide", des composants aussi importants que les sucres, les ions métol et les acides aminés. Ils sont transportés à travers la membrane cytoplasmique vers le cytoplasme par des protéines spécialisées intégrées dans les couches lipidiques.
Transport de substances d'un organe à un autre
Mais la fonction de transport des protéines ne s'exerce pas seulement entre la substance intercellulaire et la cellule. Certaines substances importantes pour les processus physiologiques doivent être délivrées d'un corps à un autre. Par exemple, la protéine de transport dans le sang est l'albumine sérique. Il est doté d'une capacité unique à former des composés avec des acides gras qui apparaissent lors de la digestion des graisses, avec des médicaments, ainsi qu'avec des hormones stéroïdes. Les protéines porteuses importantes sont l'hémoglobine (délivrant des molécules d'oxygène), la transferrine (se combinant avec les ions fer) et la céruplasmine (formant des complexes aveccuivre).
Fonction signal des protéines
Les protéines réceptrices sont d'une grande importance au cours des processus physiologiques dans les organismes complexes multicellulaires. Ils sont incrustés dans la membrane plasmique. Ils servent à percevoir et à déchiffrer divers types de signaux qui pénètrent dans les cellules en un flux continu non seulement des tissus voisins, mais également de l'environnement extérieur. Actuellement, la protéine réceptrice la plus étudiée est peut-être l'acétylcholine. Il est situé dans un certain nombre de jonctions interneuronales sur la membrane cellulaire.
Mais la fonction de signalisation des protéines ne s'exerce pas seulement à l'intérieur des cellules. De nombreuses hormones se lient à des récepteurs spécifiques à leur surface. Un tel composé formé est un signal qui active les processus physiologiques dans les cellules. Un exemple de telles protéines est l'insuline, qui agit dans le système de l'adénylate cyclase.
Fonction de protection
Les fonctions des protéines dans une cellule sont différentes. Certains d'entre eux sont impliqués dans les réponses immunitaires. Cela protège le corps des infections. Le système immunitaire est capable de répondre aux agents étrangers identifiés par la synthèse d'un grand nombre de lymphocytes. Ces substances peuvent endommager sélectivement ces agents, elles peuvent être étrangères à l'organisme, telles que des bactéries, des particules supramoléculaires, ou elles peuvent être des cellules cancéreuses.
L'un des groupes - les lymphocytes "bêta" - produit des protéines qui pénètrent dans la circulation sanguine. Ils ont une fonction très intéressante. Ces protéines doivent reconnaître les cellules étrangères et les macromolécules. Ensuite, ils se connectent avec eux,formant un complexe à détruire. Ces protéines sont appelées immunoglobulines. Les composants étrangers eux-mêmes sont des antigènes. Et les immunoglobulines qui leur correspondent sont des anticorps.
Fonction structurelle
Dans le corps, en plus des protéines hautement spécialisées, il existe également des protéines structurelles. Ils sont nécessaires pour assurer la résistance mécanique. Ces fonctions des protéines dans la cellule sont importantes pour maintenir la forme et la jeunesse du corps. Le plus célèbre est le collagène. C'est la principale protéine de la matrice extracellulaire des tissus conjonctifs. Chez les mammifères supérieurs, elle représente jusqu'à 1/4 de la masse totale de protéines. Le collagène est synthétisé dans les fibroblastes, qui sont les principales cellules des tissus conjonctifs.
Ces fonctions des protéines dans la cellule sont d'une grande importance. En plus du collagène, une autre protéine structurelle est connue - l'élastine. C'est aussi un constituant de la matrice extracellulaire. L'élastine est capable de donner aux tissus la capacité de s'étirer dans certaines limites et de reprendre facilement leur forme d'origine. Un autre exemple de protéine structurale est la fibroïne, qui se trouve dans les chenilles du ver à soie. C'est le composant principal des fils de soie.
Protéines motrices
Le rôle des protéines dans la cellule ne peut être surestimé. Ils participent également au travail des muscles. La contraction musculaire est un processus physiologique important. De ce fait, l'ATP stocké sous forme de macromolécules est converti en énergie chimique. Les participants directs au processus sont deux protéines - l'actine et la myosine.
Ces protéines motricessont des molécules filamenteuses qui fonctionnent dans le système contractile des muscles squelettiques. On les trouve également dans les tissus non musculaires des cellules eucaryotes. Un autre exemple de protéines motrices est la tubuline. Des microtubules en sont construits, qui sont un élément important des flagelles et des cils. Des microtubules contenant de la tubuline se trouvent également dans les cellules du tissu nerveux des animaux.
Antibiotiques
Le rôle protecteur des protéines dans la cellule est énorme. Une partie est affectée à un groupe communément appelé antibiotiques. Ce sont des substances d'origine naturelle, qui sont généralement synthétisées par des bactéries, des champignons microscopiques et d'autres micro-organismes. Ils visent à supprimer les processus physiologiques d'autres organismes concurrents. Les antibiotiques d'origine protéique ont été découverts dans les années 40. Ils ont révolutionné la médecine en lui donnant une puissante impulsion de développement.
De par leur nature chimique, les antibiotiques forment un groupe très diversifié. Ils diffèrent également par leur mécanisme d'action. Certains empêchent la synthèse des protéines à l'intérieur des cellules, d'autres bloquent la production d'enzymes importantes, d'autres inhibent la croissance et d'autres inhibent la reproduction. Par exemple, la streptomycine bien connue interagit avec les ribosomes des cellules bactériennes. Ainsi, ils ralentissent considérablement la synthèse des protéines. Dans le même temps, ces antibiotiques n'interagissent pas avec les ribosomes eucaryotes du corps humain. Cela signifie que ces substances ne sont pas toxiques pour les mammifères supérieurs.
Ce ne sont pas toutes les fonctions des protéines dans la cellule. Tableles substances antibiotiques permettent de déterminer d'autres actions hautement spécialisées que ces composés naturels spécifiques sont capables d'avoir sur les bactéries et pas seulement. Actuellement, des antibiotiques d'origine protéique sont à l'étude, qui, lorsqu'ils interagissent avec l'ADN, perturbent les processus associés à l'incarnation de l'information héréditaire. Mais jusqu'à présent, ces substances ne sont utilisées que dans la chimiothérapie des maladies oncologiques. Un exemple d'une telle substance antibiotique est la dactinomycine, qui est synthétisée par les actinomycètes.
Toxines
Les protéines d'une cellule remplissent une fonction très spécifique et même extraordinaire. Un certain nombre d'organismes vivants produisent des substances toxiques - des toxines. De par leur nature, ce sont des protéines et des composés organiques complexes de faible poids moléculaire. Un exemple est la pulpe vénéneuse du champignon grèbe pâle.
Réserve et protéines alimentaires
Certaines protéines ont pour fonction de nourrir les embryons d'animaux et de plantes. Il existe de nombreux exemples. L'importance des protéines dans la cellule des graines de céréales réside précisément en cela. Ils vont nourrir le germe naissant de la plante dans les premiers stades de son développement. Chez les animaux, les protéines alimentaires sont l'albumine d'œuf et la caséine de lait.
Propriétés inexplorées des protéines
Les exemples ci-dessus ne sont que la partie qui a déjà été suffisamment étudiée. Mais dans la nature, il y a beaucoup de mystères. Les protéines dans la cellule de nombreuses espèces biologiques sont uniques et, à l'heure actuelle, elles les classent mêmedifficile. Par exemple, la monelline est une protéine découverte et isolée d'une plante africaine. Il a un goût sucré, mais il est non obèse et non toxique. À l'avenir, il pourrait être un excellent substitut au sucre. Un autre exemple est une protéine trouvée dans certains poissons arctiques qui empêche le sang de geler en agissant comme antigel au sens littéral de la comparaison. Chez un certain nombre d'insectes, la protéine résiline, qui a une élasticité unique, presque parfaite, a été trouvée dans les articulations des ailes. Et ce ne sont pas tous des exemples de substances qui doivent encore être étudiées et classées.
