Funkcje białek strukturalnych, przykłady i cechy

Białka strukturalne Są to ważne białka obecne we wszystkich komórkach eukariotycznych, to znaczy są zarówno w komórkach zwierzęcych, jak i warzywnych. Są one częścią niezwykle różnorodnych struktur biologicznych, takich jak skóra, włosy, pająk, jedwab, tkanka łączna, ściany komórkowe roślin itp.

Chociaż termin „białko strukturalne” jest powszechnie stosowane w odniesieniu do białek takich jak kolagen, keratyna i elastyna, istnieją również ważne wewnątrzkomórkowe białka strukturalne, które przyczyniają się do utrzymania wewnętrznej struktury komórek.

Zdjęcie włókien kolagenowych typu I, klasa białka strukturalna (źródło: Louisa Howard [domena publiczna] przez Wikimedia Commons)

Białka te, należące do cytoszkieletu, również kontrolują podkomórkową lokalizację organelli i dostarczają między nimi maszynerię transportową i komunikacyjną.

Niektóre białka strukturalne zostały szczegółowo zbadane i pozwoliły zrozumieć większą głębi ogólną strukturę białka. Ich przykład to jedwabne fibroine, kolagen i inne.

Na przykład z badania jedwabnej fibroiny, wtórnej struktury białka arkuszy β i, z pierwszych badań przeprowadzonych z kolagenem, opisano wtórną strukturę potrójnej śmigła.

Dlatego białka strukturalne są niezbędne zarówno w poszczególnych komórkach, jak i w tkankach, które są dla.

[TOC]

Funkcje

Funkcje białek strukturalnych są dość zróżnicowane i zależą przede wszystkim od rodzaju danego białka. Można jednak powiedzieć, że jego główną funkcją jest utrzymanie integralności strukturalnej komórek i, w szerszym sensie, struktury ciała.

Jeśli chodzi o białka strukturalne ciała, na przykład keratyna ma funkcje w zakresie ochrony i zasięgu, w obronie, w ruchu, między innymi.

Naskórka skóry ssaków i innych zwierząt ma dużą liczbę włókien utworzonych przez keratynę. Ta warstwa ma funkcje w ochronie organizmu przed różnymi rodzajami stresujących lub szkodliwych czynników.

Ciernie i kolce, a także rogi i szczyty, pazury i paznokcie, które są tkankami keratynizowanymi, funkcjami ćwiczeń zarówno w ochronie, jak i w obronie ciała.

Przemysłowo wełna i włosy wielu zwierząt są wykorzystywane do produkcji odzieży i innych rodzajów odzieży, dzięki czemu mają dodatkowe znaczenie, antropocentrycznie mówiąc.

Może ci służyć: stromatolity

Komórkowe białka strukturalne

Z punktu widzenia komórkowego białka strukturalne mają funkcje transcendentalne, ponieważ tworzą wewnętrzną ramkę, która nadaje charakterystyczną formę każdej komórki: cytoszkielet.

W ramach cytoszkieletu białka strukturalne, takie jak aktyna, tubulina, miozyna i inne, również uczestniczą w funkcjach transportu i komunikacji wewnętrznej, a także w zdarzeniach ruchliwości komórek (w komórkach zdolnych do ruchu).

Na przykład istnienie rzęsek i wici zależy głównie od białek strukturalnych, które tworzą grube i cienkie włókna, złożone z aktyny i tubuliny.

Przykłady białek strukturalnych i ich cech

Ponieważ istnieje duża różnorodność białek strukturalnych, pojawią się tylko przykłady najważniejszych i obfitych wśród organizmów eukariotycznych.

Bakterie i inne prokarioty, wraz z wirusami, mają również ważne białka strukturalne w swoich ciałach komórkowych, jednak większość uwagi koncentruje się na komórkach eukariotycznych.

-Actin

Aktyna jest białkiem, które tworzy włókna (włókna aktyny) znane jako mikrofilamenty. Te mikrofilamenty są bardzo ważne w cytoszkielecie wszystkich komórek eukariotycznych.

Włókna aktyny to dwa łańcuchowe spiralne polimery. Te elastyczne struktury mają średnicę 5 do 9 nm i są zorganizowane jako wiązki liniowe, dwie wymiary lub trzy -wymiarowe żele.

Aktyna jest dystrybuowana w całej karcie, jednak jest szczególnie skoncentrowana w warstwie lub kory przymocowanej do wewnętrznej powierzchni błony plazmatycznej, ponieważ jest to podstawowa część cytoszkieletu.

-Kolagen

Kolagen jest białkiem obecnym u zwierząt i jest szczególnie obfite u ssaków, które mają co najmniej 20 różnych genów, które kodują różne formy tego białka, które można znaleźć w ich tkankach.

Występuje przede wszystkim w kościach, ścięgnach i skórze, gdzie stanowi ponad 20% całkowitej masy białka ssaków (większy niż odsetek jakiegokolwiek innego białka).

W tkankach łącznych, w których się znajduje, kolagen stanowi ważną część włóknistej części matrycy pozakomórkowej (która składa się również z podstawowej substancji), gdzie tworzy elastyczne włókna, które wspierają wielkie siły napięcia.

Struktura włókien kolagenowych

Włókna kolagenowe składają się z jednolitych podjednostek cząsteczek tropocollagenu, które mają 280 nm długości i 1.Średnica 5 nm. Każda cząsteczka tropocollagen składa się z trzech łańcuchów polipeptydowych znanych jako łańcuchy alfa, które są ze sobą powiązane jako potrójny śmigło.

Może ci służyć: metafaza

Każdy z łańcuchów alfa ma około 1000 odpadów aminokwasowych, gdzie glicyna, prolina, hydroksyprolina i hydroksylisina są bardzo obfite (co jest również prawdziwe w przypadku innych białek strukturalnych, takich jak keratyna).

W zależności od rodzaju rozważanego włókna kolagenowego występują one w różnych miejscach i mają różne właściwości i funkcje. Niektóre są specyficzne dla kości i zębiny, podczas gdy inne są częścią chrząstki i tak dalej.

-Keratyna

Keratyna jest najważniejszym białkiem strukturalnym keratynocytów, jednym z najliczniejszych typów komórek naskórka. Jest to nierozpuszczalne włókniste białko, które występuje również w komórkach i powładzie wielu zwierząt.

Po kolagenu keratyna jest drugim najliczniejszym białkiem w ciele ssaków. Oprócz bycia znaczącą częścią najbardziej zewnętrznej warstwy skóry, jest to główne strukturalne białko włosów i wełny, paznokcie, pazurów i kopyta, piór i rogi.

W naturze istnieją różne rodzaje keratyny (analogicznie do różnych rodzajów kolagenu), które mają różne funkcje. Alfa i keratyny beta są najbardziej znanymi. Pierwsza forma paznokci, rogów, kolców i naskórka ssaków, podczas gdy te ostatnie są obfite w szczytach, skalach i piórach gadów i ptakach.

-Elastyna

Elastyna, kolejne białko pochodzenia zwierzęcego, jest kluczowym składnikiem macierzy pozakomórkowej i ma ważne funkcje w elastyczności i odporności wielu tkanek u zwierząt kręgowców.

Tkanki te obejmują tętnice, płuca, więzadła i ścięgna, skóra i chrząstka elastyczna.

Elastyna zawiera ponad 80% elastycznych włókien obecnych w matrycy pozakomórkowej i jest otoczona mikrofibilami złożonymi z różnych makrocząsteczek. Struktura macierzy złożonych z tych włókien różni się między różnymi tkankami.

W tętnicach te elastyczne włókna są zorganizowane w koncentrycznych pierścieniach wokół światła tętniczego; W płucach włókna elastyny ​​tworzą cienkie ramy w całym narządach, koncentrując.

W ścięgienach włókna elastyny ​​są zorientowane równolegle w odniesieniu do organizacji tkankowej, a w chrząstce sprężystej są one zorganizowane w trójwymiarowej konfiguracji podobnej do plastra miodu pszczół.

-Rozległy

Ściany komórkowe roślin składają się głównie z celulozy, jednak niektóre białka związane z tą strukturą mają również znaczenie funkcjonalne i strukturalne.

Może ci służyć: fibronektyna: struktura i funkcje

Exensyny są jednym z najbardziej znanych białek ściennych i charakteryzują się powtarzaną sekwencją pentapétida (HYP) 4. Są bogate w podstawowe odpady, takie jak lizyna, co przyczynia się do ich interakcji z innymi komponentami w ścianie komórkowej.

Jego funkcja ma związek z utwardzaniem lub wzmocnieniem ścian. A także inne białka strukturalne u zwierząt, w roślinach istnieją różne rodzaje rozszerzeń, które są wyrażane przez różne typy komórek (nie wszystkie komórki wytwarzają rozszerzenia).

Na przykład w soi przedłużenia są wytwarzane przez komórki twardówki, podczas gdy w roślinach tytoniowych wykazano, że boczne korzenie mają dwie warstwy komórek, które wyrażają te białka.

-Liść

Organelle komórkowe mają również własne białka strukturalne, które są odpowiedzialne za utrzymanie ich formy, ich ruchliwość i wiele innych procesów fizjologicznych i metabolicznych.

Wewnętrzny region błony jądrowej jest związany ze strukturą znaną jako nuklear i oba mają bardzo specjalny skład białka. Wśród białek składających się z blaszki jądrowej to białka zwane arkuszami.

Arkusze należą do grupy pośredniej włókien typu V i istnieje kilka rodzajów, najbardziej znane to A i B. Te białka mogą oddziaływać ze sobą lub z innymi wewnętrznymi elementami jądra, takimi jak matryca, chromatyna i wewnętrzna błona jądrowa.

Bibliografia

1. Alberts, ur., Dennis, ur., Hopkin, k., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m.,... Walter, p. (2004). Niezbędna biologia komórki. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Gartner, L., & Hiatt, j. (2002). Histology Atlas Tekst (2 wyd.). Meksyk d.F.: Redaktorzy McGraw-Hill Międzyamerykańscy.
3. Gruenbaum i., Wilson, k. L., Harel, a., Goldberg, m., & Cohen, m. (2000). Recenzja: Lajki jądrowe - Funkcje podstawowe z funkcjami z funkcjami. Journal of Structural Biology, 129, 313-323.
4. Keller, ur. (1993). Strukturalne białka ściany komórkowej. Fizjologia roślin, 101, 1127-1130.
5. Mithieux, ur. S. M., I Weiss, a. S. (2006). Elastyna. Postęp w chemii białek, 70, 437-461.
6. Słońce, t., Shih, c., & Green, H. (1979). Cytoszkielety keratyny w komórkach nabłonkowych narządów wewnętrznych. Proc. Natl. Acade. Sci., 76(6), 2813-2817.
7. Wang, ur., Yang, w., McKitrick, J., I Meyers, m. DO. (2016). Keratyna: struktura, właściwości mechaniczne, występowanie w organizmach biologicznych i wysiłki w bioinspiracji. Postęp w naukach materialnych.