B altymai yra svarbiausios organinės medžiagos, kurių skaičius viršija visas kitas makromolekules, esančias gyvoje ląstelėje. Jie sudaro daugiau nei pusę augalų ir gyvūnų organizmų sausosios medžiagos svorio. B altymų funkcijos ląstelėje yra įvairios, kai kurios jų mokslui dar nežinomos. Tačiau vis tiek pagrindinės jų „darbo“kryptys yra gerai išstudijuotos. Kai kurių reikia norint paskatinti ląstelėse ir audiniuose vykstančius procesus. Kiti perneša svarbius mineralinius junginius per ląstelės membraną ir kraujagysles iš vieno organo į kitą. Kai kurie apsaugo organizmą nuo pašalinių, dažnai patogeninių veiksnių. Aišku viena – ne vienas procesas mūsų organizme nevyksta be b altymų.
Pagrindinės b altymų funkcijos
B altymų funkcijos organizme yra įvairios. Kiekviena grupė turi tam tikrą cheminę medžiagąpastatą, atlieka vieną specializuotą „darbą“. Kai kuriais atvejais kelių tipų b altymai yra tarpusavyje susiję. Jie atsakingi už skirtingus to paties proceso etapus. Arba jie paveikia kelis iš karto. Pavyzdžiui, b altymų reguliavimo funkciją atlieka fermentai ir hormonai. Šį reiškinį galima įsivaizduoti prisiminus hormoną adrenaliną. Jį gamina antinksčių šerdis. Patekęs į kraujagysles, jis padidina deguonies kiekį kraujyje. Taip pat pakyla kraujospūdis, padidėja cukraus kiekis. Tai skatina medžiagų apykaitos procesus. Adrenalinas taip pat yra žuvų, varliagyvių ir roplių neurotransmiteris.
Fermentinė funkcija
Daugelis biocheminių reakcijų, vykstančių gyvų organizmų ląstelėse, vyksta aukštoje temperatūroje ir esant neutraliai pH vertei. Tokiomis sąlygomis jų prasiskverbimo greitis yra per mažas, todėl reikalingi specializuoti katalizatoriai, vadinami fermentais. Visa jų įvairovė yra sujungta į 6 klases, kurios skiriasi veiksmo specifika. Fermentai sintetinami ląstelėse esančiose ribosomose. Enzimologijos mokslas užsiima jų tyrimu.
Be jokios abejonės, b altymų reguliavimo funkcija neįmanoma be fermentų. Jie pasižymi dideliu veiksmų selektyvumu. Jų veiklą galima reguliuoti inhibitoriais ir aktyvatoriais. Be to, fermentai paprastai pasižymi substrato specifiškumu. Be to, fermentinis aktyvumas priklauso nuo organizmo ir ypač ląstelių sąlygų. Jų srautui įtakos turi slėgis, rūgštinis pH, temperatūra, tirpalo joninė jėga, t.ydruskos koncentracija citoplazmoje.
B altymų transportavimo funkcija
Ląstelė turi nuolat gauti organizmui reikalingų mineralinių ir organinių medžiagų. Jie reikalingi kaip statybinės medžiagos ir energijos š altiniai ląstelėse. Tačiau jų gavimo mechanizmas yra gana sudėtingas. Ląstelių sienelės yra sudarytos ne tik iš b altymų. Biologinės membranos yra sukurtos dvigubo lipidų sluoksnio principu. Tarp jų yra įterpti įvairūs b altymai. Labai svarbu, kad hidrofilinės sritys būtų membranos paviršiuje, o hidrofobinės – jos storyje. Taigi dėl tokios konstrukcijos apvalkalas tampa nepralaidus. Jie negali praeiti pro jį patys, be „pagalbos“tokių svarbių komponentų kaip cukrūs, metolio jonai ir aminorūgštys. Juos per citoplazminę membraną į citoplazmą perneša specializuoti b altymai, įterpti į lipidų sluoksnius.
Medžiagų pernešimas iš vieno organo į kitą
Tačiau b altymų transportavimo funkcija atliekama ne tik tarp tarpląstelinės medžiagos ir ląstelės. Kai kurios fiziologiniams procesams svarbios medžiagos turi būti pernešamos iš vieno kūno į kitą. Pavyzdžiui, transportinis b altymas kraujyje yra serumo albuminas. Jam suteiktas unikalus gebėjimas sudaryti junginius su riebalų rūgštimis, atsirandančiomis virškinant riebalus, su vaistais, taip pat su steroidiniais hormonais. Svarbūs nešikliai yra hemoglobinas (deguonies molekulių tiekimas), transferinas (susijungiantis su geležies jonais) ir ceruplazminas (sudarantis kompleksus suvario).
Signalinė b altymų funkcija
Receptorių b altymai turi didelę reikšmę daugialąsčių kompleksinių organizmų fiziologinių procesų eigoje. Jie yra įterpti į plazmos membraną. Jie padeda suvokti ir iššifruoti įvairius signalus, kurie nuolatine srove patenka į ląsteles ne tik iš gretimų audinių, bet ir iš išorinės aplinkos. Šiuo metu bene labiausiai ištirtas receptorių b altymas yra acetilcholinas. Jis yra daugelyje tarpneuronų jungčių ant ląstelės membranos.
Tačiau b altymų signalizacijos funkcija atliekama ne tik ląstelių viduje. Daugelis hormonų jungiasi prie specifinių receptorių jų paviršiuje. Toks susidaręs junginys yra signalas, suaktyvinantis fiziologinius procesus ląstelėse. Tokių b altymų pavyzdys yra insulinas, kuris veikia adenilato ciklazės sistemoje.
Apsaugos funkcija
B altymų funkcijos ląstelėje yra skirtingos. Kai kurie iš jų dalyvauja imuniniuose atsakuose. Tai apsaugo organizmą nuo infekcijų. Imuninė sistema gali reaguoti į nustatytus pašalinius agentus, sintezuodama daugybę limfocitų. Šios medžiagos gali selektyviai pažeisti šias medžiagas, jos gali būti svetimos organizmui, pvz., bakterijos, supramolekulinės dalelės arba vėžinės ląstelės.
Viena iš grupių – „beta“limfocitai – gamina b altymus, kurie patenka į kraują. Jie atlieka labai įdomią funkciją. Šie b altymai turi atpažinti svetimas ląsteles ir makromolekules. Tada jie susijungia su jais,formuojantis kompleksą, kuris turi būti sunaikintas. Šie b altymai vadinami imunoglobulinais. Patys pašaliniai komponentai yra antigenai. O juos atitinkantys imunoglobulinai yra antikūnai.
Struktūrinė funkcija
Kūne, be labai specializuotų, yra ir struktūrinių b altymų. Jie reikalingi mechaniniam stiprumui užtikrinti. Šios b altymų funkcijos ląstelėje yra svarbios palaikant kūno formas ir jaunystę. Garsiausias yra kolagenas. Tai pagrindinis jungiamojo audinio ekstraląstelinės matricos b altymas. Aukštesniems žinduoliams jis sudaro iki 1/4 visos b altymų masės. Kolagenas sintetinamas fibroblastuose, kurie yra pagrindinės jungiamojo audinio ląstelės.
Tokios b altymų funkcijos ląstelėje turi didelę reikšmę. Be kolageno žinomas dar vienas struktūrinis b altymas – elastinas. Tai taip pat yra tarpląstelinės matricos sudedamoji dalis. Elastinas gali suteikti audiniams galimybę tam tikrose ribose išsitempti ir lengvai grįžti į pradinę formą. Kitas struktūrinio b altymo pavyzdys yra fibroinas, randamas šilkaverpių vikšruose. Tai pagrindinis šilko siūlų komponentas.
Motoriniai b altymai
B altymų vaidmens ląstelėje negalima pervertinti. Jie taip pat dalyvauja raumenų darbe. Raumenų susitraukimas yra svarbus fiziologinis procesas. Dėl to makromolekulių pavidalu sukauptas ATP paverčiamas chemine energija. Tiesioginiai proceso dalyviai yra du b altymai – aktinas ir miozinas.
Šie motoriniai b altymaiyra gijinės molekulės, veikiančios skeleto raumenų susitraukimo sistemoje. Jie taip pat randami eukariotinių ląstelių ne raumenų audiniuose. Kitas motorinių b altymų pavyzdys yra tubulinas. Iš jo susidaro mikrovamzdeliai, kurie yra svarbus žvynelių ir blakstienų elementas. Mikrotubulių, kuriuose yra tubulino, taip pat yra gyvūnų nervinio audinio ląstelėse.
Antibiotikai
Apsauginis b altymų vaidmuo ląstelėje yra didžiulis. Dalis jo priskiriama grupei, kuri paprastai vadinama antibiotikais. Tai natūralios kilmės medžiagos, kurios, kaip taisyklė, sintetinamos bakterijose, mikroskopiniuose grybuose ir kituose mikroorganizmuose. Jomis siekiama slopinti kitų konkuruojančių organizmų fiziologinius procesus. B altymų kilmės antibiotikai buvo atrasti 40-aisiais. Jie padarė revoliuciją medicinoje, suteikdami jai stiprų postūmį vystytis.
Pagal savo cheminę prigimtį antibiotikai yra labai įvairi grupė. Jie taip pat skiriasi savo veikimo mechanizmu. Vieni trukdo b altymų sintezei ląstelių viduje, kiti blokuoja svarbių fermentų gamybą, treti slopina augimą, treti slopina dauginimąsi. Pavyzdžiui, gerai žinomas streptomicinas sąveikauja su bakterijų ląstelių ribosomomis. Taigi jie smarkiai sulėtina b altymų sintezę. Tuo pačiu metu šie antibiotikai nesąveikauja su žmogaus kūno eukariotų ribosomomis. Tai reiškia, kad šios medžiagos nėra toksiškos aukštesniems žinduoliams.
Tai ne visos ląstelės b altymų funkcijos. LentelėAntibiotinės medžiagos leidžia nustatyti kitus labai specializuotus šių specifinių natūralių junginių poveikius bakterijoms ir ne tik. Šiuo metu tiriami b altyminės kilmės antibiotikai, kurie, sąveikaudami su DNR, sutrikdo procesus, susijusius su paveldimos informacijos įkūnijimu. Tačiau kol kas tokios medžiagos naudojamos tik onkologinių ligų chemoterapijoje. Tokios antibiotinės medžiagos pavyzdys yra daktinomicinas, kurį sintetina aktinomicetai.
Toksinai
Ląstelės b altymai atlieka labai specifinę ir net nepaprastą funkciją. Nemažai gyvų organizmų gamina toksines medžiagas – toksinus. Pagal savo pobūdį tai yra b altymai ir sudėtingi mažos molekulinės masės organiniai junginiai. Pavyzdys yra nuodingas blyškiojo grybo minkštimas.
Atsargos ir maisto b altymai
Kai kurie b altymai atlieka gyvūnų ir augalų embrionų maitinimo funkciją. Tokių pavyzdžių yra daug. B altymų svarba javų sėklų ląstelėje slypi būtent tame. Jie maitins atsirandantį augalo gemalą pirmaisiais jo vystymosi tarpsniais. Gyvūnų maisto b altymai yra kiaušinių albuminas ir pieno kazeinas.
Neištirtos b altymų savybės
Aukščiau pateikti pavyzdžiai yra tik ta dalis, kuri jau buvo pakankamai ištirta. Tačiau gamtoje yra daug paslapčių. Daugelio biologinių rūšių ląstelėje esantys b altymai yra unikalūs ir šiuo metu netgi klasifikuojamisunku. Pavyzdžiui, monelinas yra b altymas, atrastas ir išskirtas iš Afrikos augalo. Jo skonis saldus, bet nenutukęs ir netoksiškas. Ateityje tai gali būti puikus cukraus pakaitalas. Kitas pavyzdys – kai kuriose arktinėse žuvyse esantis b altymas, kuris neleidžia kraujui užš alti, veikdamas kaip antifrizas tiesiogine palyginimo prasme. Daugelio vabzdžių sparnų sąnariuose buvo rastas b altymas resilinas, turintis unikalų, beveik tobulą elastingumą. Ir tai ne visi medžiagų, kurias dar reikia ištirti ir klasifikuoti, pavyzdžiai.
