B altymai yra ląstelių ir kūno gyvybės pagrindas. Atlikdama daugybę funkcijų gyvuose audiniuose, ji įgyvendina pagrindines savo galimybes: augimą, gyvybinę veiklą, judėjimą ir dauginimąsi. Šiuo atveju ląstelė pati sintetina b altymą, kurio monomeras yra aminorūgštis. Jo vietą pirminėje b altymo struktūroje užprogramuoja genetinis kodas, kuris yra paveldimas. Net genų perkėlimas iš motininės ląstelės į dukterinę ląstelę yra tik informacijos apie b altymo struktūrą perdavimo pavyzdys. Tai daro ją molekule, kuri yra biologinės gyvybės pagrindas.
Bendrosios b altymų struktūros charakteristikos
Ląstelėje susintetintos b altymų molekulės yra biologiniai polimerai.
B altyme monomeras visada yra aminorūgštis, o jų derinys sudaro pirminę molekulės grandinę. Ji vadinama pirmine b altymo molekulės struktūra, kuri vėliau spontaniškai arba veikiant biologiniams katalizatoriams pakeičiama į antrinę, tretinę arba domeninę struktūrą.
Antrinė ir tretinė struktūra
Antrinis b altymasstruktūra yra erdvinė pirminės grandinės modifikacija, susijusi su vandenilinių jungčių susidarymu poliariniuose regionuose. Dėl šios priežasties grandinė sulenkiama į kilpas arba susukama į spiralę, kuri užima mažiau vietos. Šiuo metu pasikeičia vietinis molekulės skyrių krūvis, dėl kurio susidaro tretinė struktūra - rutulinė. Sulenktos arba spiralinės sekcijos susukamos į rutulius disulfidinėmis jungtimis.
Patys rutuliai leidžia suformuoti specialią struktūrą, kuri reikalinga užprogramuotoms funkcijoms atlikti. Svarbu, kad ir po tokios modifikacijos b altymo monomeras būtų aminorūgštis. Tai taip pat patvirtina, kad formuojantis antrinei, o vėliau ir tretinei bei ketvirtinei b altymo struktūrai, pirminė aminorūgščių seka nekinta.
B altymų monomerų apibūdinimas
Visi b altymai yra polimerai, kurių monomerai yra aminorūgštys. Tai organiniai junginiai, kuriuos arba sintetina gyva ląstelė, arba patenka į ją kaip maistinės medžiagos. Iš jų b altymo molekulė sintezuojama ribosomose, naudojant pasiuntinio RNR matricą, sunaudojant daug energijos. Pačios aminorūgštys yra junginiai, turintys dvi aktyvias chemines grupes: karboksilo radikalą ir amino grupę, esančią prie alfa anglies atomo. Būtent tokia struktūra leidžia molekulę vadinti alfa aminorūgštimi, galinčia sudaryti peptidinius ryšius. B altymų monomerai yra tik alfa aminorūgštys.
Peptidinių jungčių susidarymas
Peptidinė jungtis yra molekulinė cheminė grupė, sudaryta iš anglies, deguonies, vandenilio ir azoto atomų. Jis susidaro skaidant vandenį nuo vienos alfa aminorūgšties karboksilo grupės ir kitos amino grupės. Šiuo atveju hidroksilo radikalas atsiskiria nuo karboksilo radikalo, kuris, susijungęs su amino grupės protonu, sudaro vandenį. Dėl to dvi aminorūgštys yra sujungtos kovalentine poline jungtimi CONH.
Jį gali sudaryti tik alfa aminorūgštys, gyvų organizmų b altymų monomerai. Laboratorijoje galima stebėti, kaip formuojasi peptidinė jungtis, nors nedidelę molekulę selektyviai susintetinti tirpale sunku. B altymų monomerai yra aminorūgštys, o jų struktūrą užprogramuoja genetinis kodas. Todėl aminorūgštys turi būti sujungtos griežtai nustatyta tvarka. Tai neįmanoma tirpale chaotiškos pusiausvyros sąlygomis, todėl vis tiek neįmanoma dirbtinai sintetinti sudėtingo b altymo. Jei yra įranga, leidžianti griežtai surinkti molekulę, jos priežiūra bus gana brangi.
B altymų sintezė gyvoje ląstelėje
Gyvoje ląstelėje padėtis yra atvirkštinė, nes ji turi išvystytą biosintezės aparatą. Čia b altymų molekulių monomerai gali būti surinkti į molekules griežta seka. Jis užprogramuotas pagal genetinį kodą, saugomą chromosomose. Jei reikia susintetinti tam tikrą struktūrinį b altymą ar fermentą, DNR kodo nuskaitymo ir matricos formavimo procesas (irRNR), iš kurios sintetinamas b altymas. Monomeras palaipsniui prisijungs prie augančios polipeptidinės grandinės ribosominiame aparate. Pasibaigus šiam procesui, bus sukurta aminorūgščių liekanų grandinė, kuri spontaniškai arba fermentinio proceso metu sudarys antrinę, tretinę arba domeninę struktūrą.
Biosintezės dėsningumai
Reikėtų pabrėžti kai kurias b altymų biosintezės, paveldimos informacijos perdavimo ir jos įgyvendinimo ypatybes. Jie slypi tame, kad DNR ir RNR yra vienalytės medžiagos, susidedančios iš panašių monomerų. Būtent, DNR sudaro nukleotidai, kaip ir RNR. Pastaroji pateikiama informacinės, transportinės ir ribosominės RNR pavidalu. Tai reiškia, kad visas ląstelinis aparatas, atsakingas už paveldimos informacijos saugojimą ir b altymų biosintezę, yra viena visuma. Todėl ląstelės branduolys su ribosomomis, kurios taip pat yra domeno RNR molekulės, turėtų būti laikomas vienu ištisu aparatu genams saugoti ir juos įgyvendinti.
Antras b altymo, kurio monomeras yra alfa aminorūgštis, biosintezės ypatybė – nustatyti griežtą jų prijungimo tvarką. Kiekviena aminorūgštis turi užimti savo vietą pirminėje b altymų struktūroje. Tai užtikrina aukščiau aprašytas paveldimos informacijos saugojimo ir įgyvendinimo aparatas. Jame gali atsirasti klaidų, bet jos bus pašalintos. Neteisingai surinkus, molekulė bus sunaikinta, o biosintezė prasidės iš naujo.
