do my homework assignment

ΜΑΘΕ ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΟΙ ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ

ΜΑΘΕ ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΟΙ ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ

Πρωτεΐνες είναι ασφαλώς πολλά περισσότερα από τα γνωστά σε όλους συμπληρώματα. Η επιστήμη μας  λέει ότι οι πρωτεΐνες αποτελούν τα πιο διαδεδομένα και πολυδιάστατα, τόσο στη μορφή όσο και στη λειτουργία τους, μακρομόρια στούς ζώντες οργανισμούς.

Ακόμη και σ΄ ένα απλό κύτταρο (πχ των βακτηρίων) εντοπίζονται εκατοντάδες διαφορετικές πρωτεΐνες με την καθεμία εξ αυτών να έχει ιδιαίτερο ρόλο. Οι πρωτεΐνες αποτελούν είτε δομικά συστατικά των μεμβρανών του κυττάρου, είτε συνεργούν σε κάποια συγκεκριμένη λειτουργία, όπως η δημιουργία πρωτεϊνικών συμπλόκων. Είναι μεγάλα σύνθετα βιομόρια, με μοριακό βάρος από 10.000 μέχρι πάνω από 1 εκατομμύριο, αποτελούμενα από αμινοξέα, τα οποία ενώνονται μεταξύ τους με πεπτιδικούς δεσμούς σχηματίζοντας μια γραμμική αλυσίδα, καλούμενη αλυσίδα πολυπεπτιδίων. Όλες οι πρωτεΐνες περιέχουν άνθρακα, οξυγόνο, και άζωτο και οι περισσότερες εξ αυτών και θείο.

Η ακολουθία αμινοξέων σε μια πρωτεΐνη καθορίζεται από ένα γονίδιο και κωδικοποιείται κατά τον γενετικό κώδικα DNA. Παρόλο που ο γενετικός κώδικας κωδικοποιεί 20 αμινοξέα, τα αμινοξέα που συνιστούν την πρωτεΐνη συχνά υφίστανται χημικές αλλαγές κατά τη μετουσίωση, προτού η πρωτεΐνη να μπορέσει να λειτουργήσει είτε στο κύτταρο, είτε ως τμήμα των μηχανισμών ελέγχου.

Οι πρωτεΐνες παράγονται από τα ριβοσώματα που βρίσκονται μέσα στο κυτταρόπλασμα και αρχικά εμφανίζονται ως απλές μη διακλαδωμένες αλληλουχίες αμινοξέων, δηλαδή πεπτιδίων ή πολυπεπτιδίων, σχηματίζοντας την “πρωτοταγή δομή”, για την οποία καθοριστικοί παράγοντες είναι τα νουκλεϊκά οξέα, τα οποία και φέρονται να ελέγχουν όλες τις λειτουργίες αλλά και τα κληρονομικά γνωρίσματα των οργανισμών.

Γενικά οι πρωτεΐνες ανάλογα της μορφής τους διακρίνονται σε ινώδεις πρωτεΐνες και σε σφαιρικές πρωτεΐνες. Οι σφαιρικές πρωτεΐνες είναι γενικά συμπαγείς και διαλυτές. Οι ινώδεις πρωτεΐνες τυπικά είναι επιμήκεις και αδιάλυτες. Οι σφαιρικές και ινώδεις πρωτεΐνες μπορεί να εμφανίζουν έναν ή περισσότερους τύπους πρωτεϊνικής δομής.

Υπάρχουν τέσσερα επίπεδα πρωτεϊνικής δομής, η πρωτοταγής, η δευτεροταγής, η τριτοταγής και η τεταρτοραγής. Αυτά τα επίπεδα διακρίνονται μεταξύ τους από τον βαθμό πολυπλοκότητας στην πολυπεπτιδική αλυσίδα. Ένα μοναδικό μόριο πρωτεΐνης μπορεί να περιέχει έναν ή περισσότερους από αυτούς τους τύπους πρωτεϊνικής δομής. Η δομή μιας πρωτεΐνης καθορίζει τη λειτουργία της. Για παράδειγμα, το κολλαγόνο έχει μακρύ, σπειροειδές σχήμα. Είναι μια ισχυρή δομή που παρέχει εξαιρετική υποστήριξη. Η αιμοσφαιρίνη, από την άλλη πλευρά, είναι μια σφαιρική πρωτεΐνη που είναι διπλωμένη και συμπαγής. Το σφαιρικό σχήμα της είναι χρήσιμο για ελιγμούς μέσω των αιμοφόρων αγγείων.

Με κριτήριο τη σύνθεσή τους διακρίνονται σε απλές (όταν αποτελούνται μόνο από αμινοξέα) και σε σύνθετες (όταν στο μόριό τους περιλαμβάνονται και μη πρωτεϊνικά τμήματα όπως μέταλλα, σάκχαρα, λίπη κ.λπ.). Επίσης με κριτήριο ακόμη τη λειτουργία τους διακρίνονται σε δομικές (όταν αποτελούν τα δομικά υλικά του κυττάρου), και λειτουργικές (όταν συμβάλλουν σε κάποιες λειτουργίες).

Οι διάφορες λειτουργίες που παρατηρούνται στους οργανισμούς γίνονται χάρη στις πρωτεΐνες. Ο δε βιολογικός τους ρόλος καθορίζεται κάθε φορά από την τρισδιάστατη δομή τους που είναι συνέπεια της αλληλουχίας των αμινοξέων, η οποία και ξεκινά από την πρωτοταγή δομή.

Όπως άλλα βιολογικά μακρομόρια (π.χ. οι πολυσακχαρίτες, τα λιπίδια, και νουκλεϊκά οξέα) έτσι και οι πρωτεΐνες είναι απαραίτητες για όλους τους ζωντανούς οργανισμούς και συμμετέχουν σε κάθε διαδικασία μέσα στα κύτταρα. Πολλές πρωτεΐνες δρουν ως ένζυμα που καταλύουν τις βιοχημικές αντιδράσεις, και είναι ζωτικής σημασίας στο μεταβολισμό. Άλλες πρωτεΐνες έχουν δομικές ή μηχανικές λειτουργίες, όπως οι πρωτεΐνες του κυτταρικού σκελετού, οι οποίες συμβάλλουν στη διατήρηση της μορφής των κυττάρων. Οι πρωτεΐνες είναι επίσης σημαντικές στη διακυτταρική επικοινωνία, τη δράση του ανοσοποιητικού συστήματος, τον σχηματισμό κυτταρικών ιστών, και τον κυτταρικό κύκλο.

Οι πρωτεΐνες είναι απαραίτητα συστατικά στη διατροφή μας, δεδομένου ότι δεν μπορούμε να συνθέσουμε όλα τα αμινοξέα, αλλά πρέπει να τα λάβουμε από τα τρόφιμα. Μέσω της διαδικασίας της πέψης, διασπάται η πρωτεΐνη στα ελεύθερα αμινοξέα που μπορούν στη συνέχεια και πάλι να χρησιμοποιηθούν για την απαραίτητη πρωτεϊνική σύνθεση που χρειάζεται ο οργανισμός.

ΒΑΣΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙ ΠΡΩΤΕΪΝΩΝ

ΕΝΖΥΜΑ (ENZYMES)
Τα ένζυμα είναι πρωτεΐνες που διευκολύνουν τις βιοχημικές αντιδράσεις. Συχνά αναφέρονται ως καταλύτες επειδή επιταχύνουν τις χημικές αντιδράσεις. Τα ένζυμα περιλαμβάνουν τη λακτάση και την πεψίνη, τις οποίες μπορεί να έχετε ακουστά όταν μαθαίνετε για ειδικές δίαιτες ή πεπτικές ιατρικές παθήσεις. Η λακτάση διασπά τη λακτόζη, το σάκχαρο που βρίσκεται στο γάλα. Η πεψίνη είναι ένα πεπτικό ένζυμο που λειτουργεί στο στομάχι για να διασπάσει τις πρωτεΐνες στα τρόφιμα.

ΔΟΜΙΚΕΣ ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ (STRUCTURAL PROTEINS)
Οι δομικές πρωτεΐνες ενισχύουν τα κύτταρα, τους ιστούς, τα όργανα και άλλα. Η φύση μπορεί να κατασκευάσει υλικά που είναι πολύ δυνατά. Το κολλαγόνο πχ, ενισχύει τα οστά, τον χόνδρο, τους τένοντες, τους συνδέσμους και το δέρμα. Αποτελεί περίπου το ένα τέταρτο της συνολικής πρωτεΐνης του σώματος. Μια άλλη μορφή δομικής πρωτεΐνης, η τουμπουλίνη, σχηματίζει κοίλους σωλήνες, που ονομάζονται μικροσωληνίσκοι, που υποστηρίζουν τη δομή του κυττάρου.

ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ ΣΗΜΑΤΟΔΟΤΗΣΗΣ (SIGNALING PROTEINS)
Οι πρωτεΐνες σηματοδότησης επιτρέπουν στα κύτταρα να επικοινωνούν μεταξύ τους. Τα σήματα, οι υποδοχείς και οι πρωτεΐνες λειτουργούν μαζί για να αποκτήσουν πληροφορίες από το εξωτερικό ενός κυττάρου προς τα μέσα. Ενα παράδειγμα είναι η EGF (παράγοντας επιδερμικής ανάπτυξης), η οποία απελευθερώνεται σε μια περιοχή πληγής. Ενεργοποιεί τον υποδοχέα EGF, ο οποίος σηματοδοτεί κύτταρα δέρματος να αναπτυχθούν και να διαχωριστούν κατά την επούλωση τραύματος.

Άλλη περίπτωση είναι ο αδρενεργικός υποδοχέας, που ενεργοποιείται από μια μη-πρωτεϊνική ορμόνη (που ονομάζεται αδρεναλίνη) σε περιόδους στρες. Σηματοδοτεί τα κύτταρα της καρδιάς να κτυπήσουν ταχύτερα και τα ηπατικά κύτταρα για να απελευθερώσουν τη γλυκόζη, δίνοντας στους μυς μια έκρηξη ενέργειας. Η ινσουλίνη απελευθερώνεται στην κυκλοφορία του αίματος μετά από γεύμα. Ενεργοποιεί τον υποδοχέα ινσουλίνης, ο οποίος σηματοδοτεί τα κύτταρα των μυών και των λιπών να αποθηκεύουν το σάκχαρο του αίματος.

ΡΥΘΜΙΣΤΙΚΕΣ ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ (REGULATORY PROTEINS)
Οι ρυθμιστικές πρωτεΐνες δεσμεύουν το DNA για να ενεργοποιήσουν και να απενεργοποιήσουν τα γονίδια. Τα ενεργά γονίδια χρησιμοποιούνται για την κατασκευή πρωτεϊνών. Για παράδειγμα,  κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης, οι πρωτεΐνες HOX λένε σε μια ομάδα κυττάρων ποιο όργανο πρέπει να γίνει. Όταν μια πρωτεΐνη HOX είναι σε λάθος θέση, μπορεί να συμβεί μια δυσπλασία. Άλλη περίπτωση είναι οι ανδρογόνοι και οι οιστρογόνοι υποδοχείς. Αυτοί, ελέγχουν τα γονίδια που πυροδοτούν την έναρξη της εφηβείας σε άνδρες και γυναίκες, αντίστοιχα. Ακόμα ένα παράδειγμα είναι η πρωτεΐνη p53, η οποία εμποδίζει τη διάσπαση ενός κυττάρου όταν το DNA του είναι κατεστραμμένο. Προτρέπει το κύτταρο να επιδιορθώσει τη ζημιά ή να αυτοκαταστραφεί.

ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ (TRANSPORT PROTEINS)
Οι πρωτεΐνες μεταφοράς μεταφέρουν μόρια και θρεπτικά συστατικά γύρω από το σώμα και μέσα και έξω από τα κύτταρα. Η αιμοσφαιρίνη στα ερυθρά αιμοσφαίρια συλλέγει οξυγόνο από τους πνεύμονες και τα μεταφέρει σε όλους τους ιστούς του σώματος. Οι πρωτεΐνες του κυτοχρώματος c, στα μιτοχόνδρια, μεταφέρουν ηλεκτρόνια από ένα σύμπλεγμα πρωτεϊνών στο άλλο, δημιουργώντας ενέργεια για να τροφοδοτήσουν το κύτταρο.

ΑΙΣΘΗΤΙΚΕΣ ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ (SENSORY PROTEINS)
Οι αισθητικές πρωτεΐνες μας βοηθούν να μάθουμε για το περιβάλλον μας.Μας βοηθούν να ανιχνεύουμε το φως, τον ήχο, την αφή, τη μυρωδιά, τη γεύση, τον πόνο και τη ζέστη. Μερικοί μικροοργανισμοί μπορούν να ανιχνεύσουν ακόμη και ηλεκτρισμό ή μαγνητισμό. Οι οφθαλμοί στο μάτι ανιχνεύουν το φως. Μετατρέπουν το φως σε ηλεκτρικά και χημικά σήματα που μπορούν να ερμηνευτούν από τον εγκέφαλο. Άλλο παράδειγμα, οι οσφρητικοί υποδοχείς που ανιχνεύουν τις αερομεταφερόμενες χημικές ουσίες. Η αίσθηση της όσφρησης βοηθά τα ζώα να εντοπίζουν τρόφιμα, αρπακτικά ζώα ή έναν σύντροφο. Εκατοντάδες δέκτες δουλεύουν σε συνδυασμό για να ανιχνεύσουν μια σχεδόν άπειρη ποικιλία μυρωδιών. Οι πρωτεΐνες κρυπτοχρώματος στις πεταλούδες αισθάνονται το μαγνητικό πεδίο της γης. Αυτή η αίσθηση καθοδηγεί τις πεταλούδες κατά τη διάρκεια της μετανάστευσης τους.

ΚΙΝΗΤΙΚΕΣ ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ (MOTOR PROTEINS)
Οι κινητικές πρωτεΐνες κρατούν τα κύτταρα κινούμενα για να μπορούν ν’ αλλάζουν σχήμα. Μεταφέρουν κυστίδια, πρωτεΐνες και οργανίδια μέσα στα κύτταρα. Όπως η μυοσίνη, που συνδεόμενη με την ακτίνη προκαλεί την ολίσθησή της, ώστε να βραχυνθούν τα σαρκομέρια και να πραγματοποιηθεί η μυϊκή συστολή. Οι κινεσίνες και οι δυνεΐνες μεταφέρουν κυστίδια, οργανίδια και μόρια κατά μήκος των μικροσωληνίσκων. Ενώ όμως οι κινεσίνες τα μεταφέρουν με κατεύθυνση από το κέντρο του κυττάρου προς την περιφέρεια, οι δυνεΐνες μεταφέρουν φορτία από την περιφέρεια του κυττάρου προς το κέντρο του.

ΑΝΤΙΣΩΜΑΤΑ (DEFENCE PROTEINS)
Τα αντισώματα είναι εξειδικευμένες πρωτεΐνες που εμπλέκονται στην υπεράσπιση του σώματος από αντιγόνα (ξένους εισβολείς). Μπορούν να ταξιδεύουν μέσω της κυκλοφορίας του αίματος και να χρησιμοποιούνται από το ανοσοποιητικό σύστημα για τον εντοπισμό και την υπεράσπιση από βακτήρια, ιούς και άλλους εισβολείς. Ένας επιπλέον τρόπος που λειτουργούν τα αντισώματα είναι η ακινητοποίηση των αντιγόνων, ώστε αυτά τελικά να καταστραφούναπό τα λευκά αιμοσφαίρια.

ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΣ (STORAGE PROTEINS)
Οι πρωτεΐνες αποθήκευσης αποθηκεύουν θρεπτικά συστατικά και πλούσια σε ενέργεια μόρια για μεταγενέστερη χρήση. Η καζεΐνη για παράδειγμα, είναι πρωτεΐνη αποθήκευσης στο γάλα των θηλαστικών. Προμηθεύει τα θρεπτικά συστατικά που χρειάζονται για να μεγαλώσουν τα μωρά. Η αλμπουμίνη είναι η κύρια πρωτεΐνη αποθήκευσης σε ασπράδια αυγών. Παρέχει μια πηγή ενέργειας για το αναπτυσσόμενο έμβρυο πουλιών. Η γλουτένη είναι μια πρωτεΐνη αποθήκευσης στους σπόρους του σιταριού, του κριθαριού και της σίκαλης. Θα δώσει τα απαραίτητα συστατικά για ένα γρήγορο ξεκίνημα στη ζωή του σπορόφυτου

ΟΡΜΟΝΙΚΕΣ ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ
Οι ορμονικές πρωτεΐνες δρούν ως αγγελειοφόροι και βοηθούν στο συντονισμό ορισμένων σωματικών δραστηριοτήτων. Παραδείγματα περιλαμβάνουν την ινσουλίνη, ωκυτοκίνη και σωματοτροπίνη.Η ινσουλίνη ρυθμίζει τον μεταβολισμό της γλυκόζης ελέγχοντας τη συγκέντρωση του σακχάρου στο αίμα. Η οξυτοκίνη διεγείρει τις συσπάσεις κατά τη διάρκεια του τοκετού, ενώ η σωματοτροπίνη είναι αυξητική ορμόνη που διεγείρει την παραγωγή πρωτεϊνών στα μυϊκά κύτταρα.