وحدة بناء البروتين هي

كتابة ربا عبدالله - تاريخ الكتابة: 14 ديسمبر 2020 , 08:12 - آخر تحديث : 14 ديسمبر 2020 , 08:12
وحدة بناء البروتين هي

وحدة بناء البروتين هي وحدة مهمة في البروتينات، حيث تعد البروتينات من بين أكثر الجزيئات العضوية وفرة في الأنظمة الحية وهي أكثر تنوعًا في التركيب والوظيفة، وكل ذلك يعود إلى هذه الوحدة الأساسية.

وحدة بناء البروتين

البروتينات هي المنتجات النهائية لعملية فك التشفير، التي تبدأ بالمعلومات الموجودة في الحمض النووي الخلوي DNA، حيث تعمل البروتينات باعتبارها وحدات عمل للخلية على تكوين عناصر هيكلية وحركية في الخلية، وهي تعمل أيضًا كمحفزات لكل تفاعل كيميائي حيوي يحدث في الكائنات الحية، كما أن وحدة بناء البروتين واللبنات الأساسية في البروتينات هي الأحماض الأمينية، وهي جزيئات عضوية صغيرة تتكون من ذرة كربون ألفا مركزية مرتبطة بمجموعة أمينية ومجموعة كربوكسيل وذرة هيدروجين ومكون متغير يسمى سلسلة جانبية، وفي الواقع يحتوي كل جين في الحمض النووي الخلوي على رمز بنية بروتينية فريدة، ويتم تجميع هذه البروتينات بتسلسلات مختلفة من الأحماض الأمينية، حيث يكون تجميعها معًا بواسطة روابط مختلفة ويتم تشكيلها في مجموعة متنوعة من الهياكل ثلاثية الأبعاد؛ فلذلك ترتبط العديد من الأحماض الأمينية في البروتين ببعضها البعض بواسطة روابط الببتيد لتشكل سلسلة طويلة، كما ويعتبر التسلسل الخطي للأحماض الأمينية داخل البروتين هو الهيكل الأساسي للبروتين. [1]

مكونات البروتين 

تتكون البروتينات من عشرين حمضًا أمينيًا، حيث أن وحدة بناء البروتين هي الأحماض الأمينية، والتي يدخل في تركيبها الكربون والهيدروجين والأكسجين والنيتروجين بالإضافة إلى الكبريت في بعض منها، بحيث تتشكل مجموعة الأمين ومجموعة الكربوكسيل، وترتبط الأحماض الأمينية مع بعضها البعض وتتشكل روابط الببتيد عن طريق تفاعل كيميائي حيوي يتشكل بفقد جزيء الماء؛ كما وأن  أكبر مجموعة من الأحماض الأمينية لها سلاسل جانبية غير قطبية، والعديد من الأحماض الأمينية الأخرى لها سلاسل جانبية بشحنات موجبة أو سالبة، بينما تحتوي الأحماض الأخرى على سلاسل جانبية قطبية ولكن غير مشحونة، كما وتعد كيمياء السلاسل الجانبية للأحماض الأمينية أمرًا بالغ الأهمية لبنية البروتين لأن هذه السلاسل الجانبية يمكن أن ترتبط ببعضها البعض لتحمل طول البروتين في شكل معين، كما ويمكن أن تشكل السلاسل الجانبية للأحماض الأمينية المشحونة روابط أيونية، والأحماض الأمينية القطبية قادرة على تكوين روابط هيدروجينية. [1]

أنواع البروتينات

يمكن أن تلعب البروتينات مجموعة واسعة من الأدوار في الخلية أو في الكائن الحي، كما ومن الممكن أن تصنف البروتينات حسب وظيفتها إلى نوعين وهما البروتينات الإنزيمية، والبروتينات الهرمونية، وفيما يأتي توضيح لهذه الأنواع من البروتينات ووظيفة كل منهما. [2]

الإنزيمات

عبارة عن بروتينات تحفز التفاعلات الكيميائية الحيوية، وهذه الإنزيمات ضرورية للعمليات الكيميائية مثل الهضم والتمثيل الغذائي الخلوي، وبدون الإنزيمات فإن معظم العمليات الفسيولوجية ستعمل ببطء شديد، وهناك فئتان أساسيتان من الإنزيمات:

  • الإنزيمات التقويضية Catabolic enzyme  : هي إنزيمات تكسر ركائزها.
  • الإنزيمات الابتنائية Anabolic enzymes : هي إنزيمات تبني جزيئات أكثر تعقيدًا من ركائزها.

الهرمونات

تعمل بعض البروتينات كجزيئات إشارات كيميائية تسمى الهرمونات، ويتم إفراز هذا النوع من البروتينات بواسطة خلايا الغدد الصماء التي تعمل على التحكم أو على تنظيم عمليات فسيولوجية معينة، والتي تشمل النمو والتطور والتمثيل الغذائي والتكاثر؛ ومن الأمثلة على الهرمونات الأنسولين حيث أنه هرمون بروتيني يساعد على تنظيم مستويات السكر في الدم، وتعمل البروتينات الأخرى كمستقبلات لاكتشاف تركيزات المواد الكيميائية وإرسال إشارات للاستجابة؛ كما أن بعض أنواع الهرمونات مثل: الإستروجين والتستوستيرون هي منشطات دهنية وليست بروتينات.

وظائف البروتينات

تؤدي البروتينات وظائف أساسية في جميع أنحاء أجهزة جسم الإنسان، وهذه السلاسل الطويلة من الأحماض الأمينية التي أساسًا هي وحدة بناء البروتين مهمة جدًا فيما يأتي: [2]

  • تحفيز التفاعلات الكيميائية.
  • تركيب وإصلاح الحمض النووي.
  • نقل المواد عبر الخلية.
  • استقبال وإرسال الإشارات الكيميائية.
  • الاستجابة للمنبهات.
  • تقديم الدعم الهيكلي.

كما وتتمثل الوظائف الأخرى للبروتين في أنها تؤدي وظائف أساسية في جميع أنحاء أجهزة جسم الإنسان، حيث في الجهاز التنفسي ينقل الهيموجلوبين المكون من أربع وحدات بروتينية فرعية الأكسجين لاستخدامه في التمثيل الغذائي الخلوي، وتحمل البروتينات الإضافية في بلازما الدم المغذيات ومنتجات الفضلات الأيضية في جميع أنحاء الجسم، كما وتشكل بروتينات الأكتين والتوبولين هياكل خلوية، بينما يشكل الكيراتين الدعم الهيكلي للخلايا الميتة التي تتحول إلى أظافر وشعر؛ وتساعد الأجسام المضادة التي تسمى أيضًا الغلوبين المناعي، في التعرف على مسببات الأمراض الغريبة في الجهاز المناعي وتدميرها، ويسمح الأكتين والميوسين للعضلات بالتقلص، بينما يغذي الألبومين التطور المبكر للجنين.

وفي الختام نلخص إلى أنه قد تعرفنا على وحدة بناء البروتين الأساسية، والتي تتكون من مجموعة من المجموعات الوظيفية، والتي بارتباطها مع بعضها البعض، تدعم البروتين للقيام بوظائفه المتعددة في خلايا وأجسام الكائنات الحية المختلفة.

المراجع

  1. ^ nature.com , Protein Structure , 14/12/2020
  2. ^ bio.libretexts.org , 3.3A: Types and Functions of Proteins , 14/12/2020
799 مشاهدة