ცილის მოლეკულების სტრუქტურა. ცილების თვისებების, ფუნქციების და აქტივობის კავშირი მათ სტრუქტურულ ორგანიზაციასთან (სპეციფიკურობა, სახეობების კუთვნილება, ამოცნობის ეფექტი, დინამიზმი, კოოპერატიული ურთიერთქმედების ეფექტი).

ციყვები - ეს არის მაღალმოლეკულური აზოტის შემცველი ნივთიერებები, რომლებიც შედგება ამინომჟავების ნარჩენებისგან, რომლებიც დაკავშირებულია პეპტიდური ბმებით. პროტეინებს სხვაგვარად ცილებს უწოდებენ;

მარტივი ცილები აგებულია ამინომჟავებისგან და, ჰიდროლიზის დროს, იშლება, შესაბამისად, მხოლოდ ამინომჟავებად. რთული ცილები არის ორკომპონენტიანი პროტეინები, რომლებიც შედგება რამდენიმე მარტივი ცილისგან და არაცილოვანი კომპონენტისგან, რომელსაც ეწოდება პროთეზირების ჯგუფი. რთული ცილების ჰიდროლიზის დროს, გარდა თავისუფალი ამინომჟავებისა, გამოიყოფა არაცილოვანი ნაწილი ან მისი დაშლის პროდუქტები. მარტივი ცილები, თავის მხრივ, პირობითად შერჩეული კრიტერიუმების საფუძველზე იყოფა რამდენიმე ქვეჯგუფად: პროტამინები, ჰისტონები, ალბუმინები, გლობულინები, პროლამინები, გლუტელინები და ა.შ.

რთული ცილების კლასიფიკაცია ეფუძნება მათი არაცილოვანი კომპონენტის ქიმიურ ბუნებას. ამის შესაბამისად, არსებობს: ფოსფოპროტეინები (შეიცავს ფოსფორის მჟავას), ქრომოპროტეინებს (ისინი შეიცავს პიგმენტებს), ნუკლეოპროტეინებს (შეიცავენ ნუკლეინის მჟავებს), გლიკოპროტეინებს (შეიცავენ ნახშირწყლებს), ლიპოპროტეინებს (შეიცავენ ლიპიდებს) და მეტალოპროტეინებს (შეიცავენ ლითონებს).

3. ცილის სტრუქტურა.

ცილის მოლეკულის პოლიპეპტიდურ ჯაჭვში ამინომჟავების ნარჩენების თანმიმდევრობას ე.წ. ცილის პირველადი სტრუქტურა. ცილის პირველადი სტრუქტურა, დიდი რაოდენობით პეპტიდური ბმების გარდა, ჩვეულებრივ შეიცავს დისულფიდურ (-S-S-) ბმებსაც. პოლიპეპტიდური ჯაჭვის სივრცითი კონფიგურაცია, უფრო ზუსტად ტიპი პოლიპეპტიდური სპირალი, განსაზღვრავსმეორადი ცილის სტრუქტურა, იგი წარმოდგენილია ძირითადად α-სპირალი,რომელიც ფიქსირდება წყალბადის ბმებით. მესამეული სტრუქტურა- პოლიპეპტიდური ჯაჭვი, მთლიანად ან ნაწილობრივ დახვეული, მდებარეობს ან შეფუთულია სივრცეში (გლობულში). ცილის მესამეული სტრუქტურის ცნობილი სტაბილურობა უზრუნველყოფილია წყალბადის ბმებით, ინტერმოლეკულური ვან დერ ვაალის ძალებით, დამუხტული ჯგუფების ელექტროსტატიკური ურთიერთქმედებით და ა.შ.

მეოთხეული ცილის სტრუქტურა - სტრუქტურა, რომელიც შედგება გარკვეული რაოდენობის პოლიპეპტიდური ჯაჭვისგან, რომლებიც იკავებს მკაცრად ფიქსირებულ პოზიციას ერთმანეთთან შედარებით.

მეოთხეული სტრუქტურის მქონე ცილის კლასიკური მაგალითია ჰემოგლობინი.

ცილების ფიზიკური თვისებები:მაღალი სიბლანტის ხსნარები,

უმნიშვნელო დიფუზია, დიდი შეშუპების უნარი, ოპტიკური აქტივობა, მობილურობა ელექტრულ ველში, დაბალი ოსმოსური წნევა და მაღალი ონკოტიკური წნევა, UV სხივების შთანთქმის უნარი 280 ნმ-ზე, ისევე როგორც ამინომჟავები, ამფოტერიულია თავისუფალი NH2- და COOH- არსებობის გამო. ჯგუფები და ხასიათდებიან, შესაბამისად, ყველა ქ. თქვენ მჟავებით და ფუძეებით. მათ აქვთ გამოხატული ჰიდროფილური თვისებები. მათ ხსნარებს აქვთ ძალიან დაბალი ოსმოსური წნევა, მაღალი სიბლანტე და მცირე დიფუზურობა. პროტეინებს შეუძლიათ ძალიან დიდი რაოდენობით შეშუპება. სინათლის გაფანტვის ფენომენი, რომელიც საფუძვლად უდევს ცილების რაოდენობრივ განსაზღვრას ნეფელომეტრიით, დაკავშირებულია ცილების კოლოიდურ მდგომარეობასთან.

პროტეინებს შეუძლიათ დაბალმოლეკულური წონის ორგანული ნაერთების და არაორგანული იონების შეწოვა მათ ზედაპირზე. ეს თვისება განსაზღვრავს ცალკეული ცილების სატრანსპორტო ფუნქციებს.

ცილების ქიმიური თვისებებიმრავალფეროვანია, ვინაიდან ამინომჟავების ნარჩენების გვერდითი რადიკალები შეიცავს სხვადასხვა ფუნქციურ ჯგუფს (-NH2, -COOH, -OH, -SH და სხვ.). ცილების დამახასიათებელი რეაქციაა პეპტიდური ბმების ჰიდროლიზი. ორივე ამინო და კარბოქსილის ჯგუფების არსებობის გამო, ცილებს აქვთ ამფოტერული თვისებები.

ცილის დენატურაცია- ობლიგაციების განადგურება, რომლებიც ასტაბილურებენ მეოთხეულ, მესამეულ და მეორად სტრუქტურებს, რაც იწვევს ცილის მოლეკულის კონფიგურაციის დეზორიენტაციას და თან ახლავს მშობლიური თვისებების დაკარგვას.

არსებობს ფიზიკური (ტემპერატურა, წნევა, მექანიკური ზემოქმედება, ულტრაბგერითი და მაიონებელი გამოსხივება) და ქიმიური (მძიმე ლითონები, მჟავები, ტუტეები, ორგანული გამხსნელები, ალკალოიდები) ფაქტორები, რომლებიც იწვევენ დენატურაციას.

საპირისპირო პროცესია რენატურაცია, ანუ ცილის ფიზიკოქიმიური და ბიოლოგიური თვისებების აღდგენა. რენატურაცია შეუძლებელია, თუ პირველადი სტრუქტურა დაზარალდება.

ცილების უმეტესობა დენატურდება 50-60°C-ზე ზემოთ ხსნარით გაცხელებისას. დენატურაციის გარეგანი გამოვლინებები მცირდება ხსნადობის დაკარგვამდე, განსაკუთრებით იზოელექტრიკულ წერტილში, ცილის ხსნარების სიბლანტის მატებამდე, თავისუფალი ფუნქციონალური რაოდენობის მატებამდე. SH-rpypp და რენტგენის სხივების გაფანტვის ხასიათის ცვლილება, მშობლიური ცილის მოლეკულების გლობულები და ქმნიან შემთხვევით და უწესრიგო სტრუქტურებს.

შეკუმშვის ფუნქცია.აქტინი და მიოზინი კუნთოვანი ქსოვილის სპეციფიკური პროტეინებია. სტრუქტურული ფუნქცია.ფიბრილარული ცილები, კერძოდ კოლაგენი შემაერთებელ ქსოვილში, კერატინი თმაში, ფრჩხილებში, კანში, ელასტინი სისხლძარღვთა კედელში და ა.შ.

ჰორმონალური ფუნქცია.რიგი ჰორმონები წარმოდგენილია ცილებით ან პოლიპეპტიდებით, როგორიცაა ჰიპოფიზის ჯირკვლის, პანკრეასის და სხვ. ზოგიერთი ჰორმონი ამინომჟავების წარმოებულებია.

კვების (რეზერვის) ფუნქცია.სარეზერვო ცილები, რომლებიც ნაყოფის კვების წყაროა.რძის მთავარი ცილა (კაზეინი) ასევე ასრულებს ძირითადად კვების ფუნქციას.

ცილების ბიოლოგიური ფუნქციები. ცილების მრავალფეროვნება სტრუქტურული ორგანიზაციისა და ბიოლოგიური ფუნქციის თვალსაზრისით. პოლიმორფიზმი. განსხვავებები ორგანოებისა და ქსოვილების ცილის შემადგენლობაში. შემადგენლობის ცვლილებები ონტოგენეზისა და დაავადებებში.

- სირთულის ხარისხიცილის სტრუქტურები იყოფა მარტივ და რთულად. მარტივი ან ერთკომპონენტიანი ცილები შედგება მხოლოდ ცილოვანი ნაწილისგან და ჰიდროლიზებისას იძლევა ამინომჟავებს. TO რთული ან ორკომპონენტიანი შეიცავს ცილებს, inრომლის შემადგენლობაში შედის ცილა და არაცილოვანი ბუნების დამატებითი ჯგუფი, ე.წ პროთეზირება. ( ლიპიდებს, ნახშირწყლებს, ნუკლეინის მჟავებს შეუძლიათ იმოქმედონ); შესაბამისად, კომპლექსურ ცილებს უწოდებენ ლიპოპროტეინებს, გლიკოპროტეინებს, ნუკლეოპროტეინებს.

- ცილის მოლეკულის ფორმის მიხედვითცილები იყოფა ორ ჯგუფად: ბოჭკოვანი (ბოჭკოვანი) და გლობულური (კორპუსკულური). ფიბრილარული ცილები ხასიათდება მათი სიგრძის დიამეტრის მაღალი თანაფარდობით (რამდენიმე ათეული ერთეული). მათი მოლეკულები ძაფისებრია და ჩვეულებრივ გროვდება ბოჭკოებში, რომლებიც ქმნიან ბოჭკოებს. (ისინი არიან კანის გარე შრის ძირითადი კომპონენტები, რომლებიც ქმნიან ადამიანის სხეულის დამცავ საფარებს). ისინი ასევე მონაწილეობენ შემაერთებელი ქსოვილის, მათ შორის ხრტილისა და მყესების ფორმირებაში.

ბუნებრივი ცილების აბსოლუტური უმრავლესობა გლობულურია. ამისთვის გლობულური ცილები ახასიათებს მოლეკულის სიგრძისა და დიამეტრის მცირე თანაფარდობა (რამდენიმე ერთეული). უფრო რთული კონფორმაციით, გლობულური ცილები ასევე უფრო მრავალფეროვანია.

-პირობითად შერჩეულ გამხსნელებთან მიმართებაშიგამოყოფს ალბუმინებიდაგლობულინები. ალბუმინები ძალიან კარგად იხსნება inწყალი და კონცენტრირებული მარილიანი ხსნარები. გლობულინებიწყალში უხსნადი და inზომიერი კონცენტრაციის მარილების ხსნარები.

-- ცილების ფუნქციური კლასიფიკაციაყველაზე დამაკმაყოფილებელი, რადგან ის დაფუძნებულია არა შემთხვევით ნიშანზე, არამედ შესრულებულ ფუნქციაზე. გარდა ამისა, შესაძლებელია განვასხვავოთ რომელიმე კლასში შემავალი სპეციფიკური ცილების სტრუქტურების, თვისებებისა და ფუნქციური აქტივობის მსგავსება.

კატალიზურად აქტიური ცილები დაურეკა ფერმენტები.ისინი ახდენენ უჯრედის თითქმის ყველა ქიმიურ ტრანსფორმაციას. ცილების ეს ჯგუფი დეტალურად იქნება განხილული მე-4 თავში.

ჰორმონები არეგულირებს ნივთიერებათა ცვლას უჯრედებში და აერთიანებს მეტაბოლიზმს მთლიანად სხეულის სხვადასხვა უჯრედებში.

რეცეპტორები შერჩევით აკავშირებს სხვადასხვა რეგულატორების (ჰორმონები, შუამავლები) უჯრედის მემბრანების ზედაპირზე.

ცილების ტრანსპორტირება განახორციელოს ნივთიერებების შებოჭვა და ტრანსპორტირება ქსოვილებს შორის და უჯრედის მემბრანების მეშვეობით.

სტრუქტურული ცილები . უპირველეს ყოვლისა, ამ ჯგუფში შედის ცილები, რომლებიც მონაწილეობენ სხვადასხვა ბიოლოგიური მემბრანის მშენებლობაში.

ციყვები - ინჰიბიტორები ფერმენტებიწარმოადგენს ენდოგენური ინჰიბიტორების დიდ ჯგუფს. ისინი არეგულირებენ ფერმენტების აქტივობას.

კონტრაქტული ციყვებიუზრუნველყოს მექანიკური შემცირების პროცესი ქიმიური ენერგიის გამოყენებით.

ტოქსიკური ცილები - ორგანიზმების (გველი, ფუტკარი, მიკროორგანიზმები) გამოყოფილი ზოგიერთი ცილა და პეპტიდი, რომლებიც შხამიანია სხვა ცოცხალი ორგანიზმებისთვის.

დამცავი ცილები. ანტისხეულები -ცხოველური ორგანიზმის მიერ წარმოქმნილი ცილოვანი ნივთიერებები ანტიგენის შეყვანის საპასუხოდ. ანტისხეულები, რომლებიც ურთიერთქმედებენ ანტიგენებთან, ახდენენ მათ დეაქტივაციას და ამით იცავს ორგანიზმს უცხო ნაერთების, ვირუსების, ბაქტერიების და ა.შ.

ცილის შემადგენლობა დამოკიდებულია ფიზიოლოგიაზე. აქტივობა, საკვების შემადგენლობა და დიეტა, ბიორიტმები. განვითარების პროცესში შემადგენლობა მნიშვნელოვნად იცვლება (ზიგოტიდან სპეციალიზებული ფუნქციების მქონე დიფერენცირებული ორგანოების ფორმირებამდე). მაგალითად, ერითროციტები შეიცავს ჰემოგლობინს, რომელიც უზრუნველყოფს ჟანგბადის ტრანსპორტირებას სისხლით, თაგვების უჯრედები შეიცავს კონტრაქტურ ცილებს აქტინსა და მიოსინს, როდოპსინი არის ბადურის ცილა და ა.შ. დაავადებებში იცვლება ცილის შემადგენლობა - პროტეინოპათია. გენეტიკური აპარატის დაზიანების შედეგად ვითარდება მემკვიდრეობითი პროტეინოპათიები. ნებისმიერი ცილა საერთოდ არ სინთეზირდება ან სინთეზირდება, მაგრამ იცვლება მისი პირველადი სტრუქტურა (ნამგლისებრუჯრედოვანი ანემია). ნებისმიერ დაავადებას თან ახლავს ცილის შემადგენლობის ცვლილება ე.ი. ვითარდება შეძენილი პროტეინოპათია. ამ შემთხვევაში ცილების პირველადი სტრუქტურა არ ირღვევა, მაგრამ ხდება ცილების რაოდენობრივი ცვლილება, განსაკუთრებით იმ ორგანოებსა და ქსოვილებში, რომლებშიც ვითარდება პათოლოგიური პროცესი. მაგალითად, პანკრეატიტით, კუჭ-ნაწლავის ტრაქტში საკვები ნივთიერებების მონელებისთვის აუცილებელი ფერმენტების გამომუშავება მცირდება.

ცილების სტრუქტურისა და ფუნქციის დაზიანების ფაქტორები, დაზიანების როლი დაავადებების პათოგენეზში. პროტეინოპათია

ჯანმრთელი ზრდასრული ადამიანის ორგანიზმის ცილოვანი შემადგენლობა შედარებით მუდმივია, თუმცა შესაძლებელია ცალკეული ცილების რაოდენობის ცვლილება ორგანოებსა და ქსოვილებში. სხვადასხვა დაავადების დროს ხდება ქსოვილების ცილოვანი შემადგენლობის ცვლილება. ამ ცვლილებებს პროტეინოპათიებს უწოდებენ. არსებობს მემკვიდრეობითი და შეძენილი პროტეინოპათიები. მემკვიდრეობითი პროტეინოპათიები ვითარდება მოცემული ინდივიდის გენეტიკური აპარატის დაზიანების შედეგად. ნებისმიერი ცილა საერთოდ არ სინთეზირდება ან სინთეზირდება, მაგრამ იცვლება მისი პირველადი სტრუქტურა. ნებისმიერ დაავადებას თან ახლავს ორგანიზმის ცილოვანი შემადგენლობის ცვლილება, ე.ი. ვითარდება შეძენილი პროტეინოპათია. ამ შემთხვევაში ცილების პირველადი სტრუქტურა არ ირღვევა, მაგრამ ჩვეულებრივ ხდება ცილების რაოდენობრივი ცვლილება, განსაკუთრებით იმ ორგანოებსა და ქსოვილებში, რომლებშიც ვითარდება პათოლოგიური პროცესი. მაგალითად, პანკრეატიტით, კუჭ-ნაწლავის ტრაქტში საკვები ნივთიერებების მონელებისთვის აუცილებელი ფერმენტების გამომუშავება მცირდება.

ზოგიერთ შემთხვევაში, შეძენილი პროტეინოპათია ვითარდება ცილების ფუნქციონირების პირობების ცვლილების შედეგად. ასე რომ, როდესაც საშუალო pH იცვლება ტუტე მხარეზე (სხვადასხვა ბუნების ალკალოზები), იცვლება ჰემოგლობინის კონფორმაცია, იზრდება მისი მიდრეკილება O 2-თან და O 2-ის მიწოდება ქსოვილებში მცირდება (ქსოვილის ჰიპოქსია).

ზოგჯერ დაავადების შედეგად უჯრედებში და სისხლის შრატში მეტაბოლიტების დონე იზრდება, რაც იწვევს გარკვეული ცილების მოდიფიკაციას და მათი ფუნქციის დარღვევას.

გარდა ამისა, ცილები შეიძლება დაზიანებული ორგანოს უჯრედებიდან სისხლში გამოთავისუფლდეს, რომლებიც ჩვეულებრივ იქ განისაზღვრება მხოლოდ კვალი რაოდენობით. სხვადასხვა დაავადების დროს კლინიკური დიაგნოზის გასარკვევად ხშირად გამოიყენება სისხლის ცილის შემადგენლობის ბიოქიმიური კვლევები.

4. ცილების პირველადი სტრუქტურა. ცილების თვისებებისა და ფუნქციების დამოკიდებულება მათ პირველად სტრუქტურაზე. პირველადი სტრუქტურის ცვლილებები, პროტეინოპათია.

მაგრამ სიცოცხლე ჩვენს პლანეტაზე წარმოიშვა შერეული წვეთისგან. ის ასევე იყო ცილის მოლეკულა. ანუ, დასკვნა მოჰყვება, რომ სწორედ ეს ქიმიური ნაერთებია დღეს არსებული მთელი სიცოცხლის საფუძველი. მაგრამ რა არის ცილის სტრუქტურები? რა როლს ასრულებენ ისინი დღეს სხეულსა და ადამიანების ცხოვრებაში? რა სახის ცილები არსებობს? შევეცადოთ გავერკვეთ.

ცილები: ზოგადი კონცეფცია

თვალსაზრისით, განსახილველი ნივთიერების მოლეკულა არის ამინომჟავების თანმიმდევრობა, რომლებიც ურთიერთდაკავშირებულია პეპტიდური ბმებით.

თითოეულ ამინომჟავას აქვს ორი ფუნქციური ჯგუფი:

• კარბოქსილი -COOH;
• ამინო ჯგუფი -NH2.

სწორედ მათ შორის ხდება ობლიგაციების წარმოქმნა სხვადასხვა მოლეკულაში. ამრიგად, პეპტიდურ კავშირს აქვს ფორმა -CO-NH. ცილის მოლეკულა შეიძლება შეიცავდეს ასობით ან ათასობით ასეთ ჯგუფს, ეს დამოკიდებული იქნება კონკრეტულ ნივთიერებაზე. ცილების სახეობები ძალიან მრავალფეროვანია. მათ შორის არის ისეთებიც, რომლებიც შეიცავს ორგანიზმისთვის აუცილებელ ამინომჟავებს, რაც ნიშნავს, რომ ისინი საკვებთან ერთად უნდა იქნას მიღებული. არსებობს ჯიშები, რომლებიც ასრულებენ მნიშვნელოვან ფუნქციებს უჯრედის მემბრანასა და მის ციტოპლაზმაში. ასევე იზოლირებულია ბიოლოგიური კატალიზატორები - ფერმენტები, რომლებიც ასევე ცილის მოლეკულებია. ისინი ფართოდ გამოიყენება ადამიანის ცხოვრებაში და არა მხოლოდ მონაწილეობენ ცოცხალი არსებების ბიოქიმიურ პროცესებში.

განხილული ნაერთების მოლეკულური წონა შეიძლება განსხვავდებოდეს რამდენიმე ათეულიდან მილიონამდე. ყოველივე ამის შემდეგ, მონომერული ერთეულების რაოდენობა დიდ პოლიპეპტიდურ ჯაჭვში შეუზღუდავია და დამოკიდებულია კონკრეტული ნივთიერების ტიპზე. ცილა სუფთა სახით, მშობლიური კონფორმაციით, ჩანს ქათმის კვერცხის შესწავლისას ღია ყვითელ, გამჭვირვალე, მკვრივ კოლოიდურ მასაში, რომლის შიგნით მდებარეობს გული - ეს არის სასურველი ნივთიერება. იგივე შეიძლება ითქვას უცხიმო ხაჭოზე.ეს პროდუქტიც ბუნებრივი სახით თითქმის სუფთა ცილაა.

თუმცა, ყველა განხილულ ნაერთს არ აქვს ერთი და იგივე სივრცითი სტრუქტურა. საერთო ჯამში, მოლეკულის ოთხი ორგანიზაცია გამოირჩევა. სახეობები განსაზღვრავენ მის თვისებებს და საუბრობენ სტრუქტურის სირთულეზე. ასევე ცნობილია, რომ უფრო სივრცით ჩახლართული მოლეკულები გადიან ფართო დამუშავებას ადამიანებსა და ცხოველებში.

ცილის სტრუქტურების სახეები

სულ ოთხია. მოდით შევხედოთ რა არის თითოეული მათგანი.

1. პირველადი. წარმოადგენს ამინომჟავების ჩვეულებრივ ხაზოვან თანმიმდევრობას, რომლებიც დაკავშირებულია პეპტიდური ბმებით. არ არის სივრცითი გადახვევები, არ არის სპირალიზაცია. პოლიპეპტიდში შემავალი ბმულების რაოდენობამ შეიძლება მიაღწიოს რამდენიმე ათასს. მსგავსი სტრუქტურის ცილების ტიპებია გლიცილალანინი, ინსულინი, ჰისტონები, ელასტინი და სხვა.
2. მეორადი. იგი შედგება ორი პოლიპეპტიდური ჯაჭვისგან, რომლებიც ხვეულია სპირალის სახით და ერთმანეთისკენ არის ორიენტირებული წარმოქმნილი მოხვევებით. ამ შემთხვევაში, წყალბადის ბმები იქმნება მათ შორის, რომლებიც ატარებენ მათ ერთად. ასე იქმნება ერთი ცილის მოლეკულა. ამ ტიპის ცილების სახეობებია: ლიზოზიმი, პეპსინი და სხვა.
3. მესამეული კონფორმაცია. ეს არის მჭიდროდ შეფუთული და კომპაქტურად დახვეული მეორადი სტრუქტურა. აქ ჩნდება სხვა სახის ურთიერთქმედება, გარდა წყალბადის ბმებისა - ეს არის ვან დერ ვაალის ურთიერთქმედება და ელექტროსტატიკური მიზიდულობის ძალები, ჰიდროფილურ-ჰიდროფობიური კონტაქტი. სტრუქტურების მაგალითებია ალბუმინი, ფიბროინი, აბრეშუმის ცილა და სხვა.
4. მეოთხეული. ყველაზე რთული სტრუქტურა, რომელიც არის რამდენიმე პოლიპეპტიდური ჯაჭვი, რომლებიც გადაუგრიხეს სპირალურად, შემოვიდა ბურთად და გაერთიანებულია გლობულად. მაგალითები, როგორიცაა ინსულინი, ფერიტინი, ჰემოგლობინი, კოლაგენი, ასახავს სწორედ ცილის ასეთ კონფორმაციას.

თუ ქიმიური თვალსაზრისით დეტალურად განვიხილავთ მოლეკულების ყველა მოცემულ სტრუქტურას, მაშინ ანალიზს დიდი დრო დასჭირდება. სინამდვილეში, რაც უფრო მაღალია კონფიგურაცია, მით უფრო რთული და რთულია მისი სტრუქტურა, მით მეტი სახის ურთიერთქმედება შეინიშნება მოლეკულაში.

ცილის მოლეკულების დენატურაცია

პოლიპეპტიდების ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ქიმიური თვისებაა მათი დაშლის უნარი გარკვეული პირობების ან ქიმიური აგენტების გავლენის ქვეშ. მაგალითად, ცილის დენატურაციის სხვადასხვა სახეობაა გავრცელებული. რა არის ეს პროცესი? იგი შედგება ცილის მშობლიური სტრუქტურის განადგურებაში. ანუ, თუ თავდაპირველად მოლეკულას ჰქონდა მესამეული სტრუქტურა, მაშინ სპეციალური აგენტების მოქმედების შემდეგ ის დაიშლება. თუმცა, ამინომჟავების ნარჩენების თანმიმდევრობა უცვლელი რჩება მოლეკულაში. დენატურირებული ცილები სწრაფად კარგავენ ფიზიკურ და ქიმიურ თვისებებს.

რა რეაგენტებმა შეიძლება გამოიწვიოს კონფორმაციის განადგურების პროცესი? Არსებობს რამდენიმე.

1. ტემპერატურა. გაცხელებისას ხდება მოლეკულის მეოთხეული, მესამეული, მეორადი სტრუქტურის თანდათანობით განადგურება. ვიზუალურად, ეს შეიძლება შეინიშნოს, მაგალითად, ჩვეულებრივი ქათმის კვერცხის შეწვისას. შედეგად მიღებული "ცილა" არის ალბუმინის პოლიპეპტიდის პირველადი სტრუქტურა, რომელიც იყო ნედლეულ პროდუქტში.
2. რადიაცია.
3. ძლიერი ქიმიური აგენტების მოქმედება: მჟავები, ტუტეები, მძიმე ლითონების მარილები, გამხსნელები (მაგალითად, სპირტები, ეთერები, ბენზოლი და სხვა).

ამ პროცესს ზოგჯერ მოლეკულის დნობასაც უწოდებენ. ცილის დენატურაციის ტიპები დამოკიდებულია აგენტზე, რომლის მოქმედებით მოხდა ეს. უფრო მეტიც, ზოგიერთ შემთხვევაში, საპირისპირო პროცესი ხდება. ეს არის რენატურაცია. ყველა ცილას არ შეუძლია სტრუქტურის აღდგენა, მაგრამ მათ მნიშვნელოვან ნაწილს შეუძლია ამის გაკეთება. ასე რომ, ავსტრალიიდან და ამერიკიდან ქიმიკოსებმა განახორციელეს მოხარშული ქათმის კვერცხის რენატურაცია გარკვეული რეაგენტებისა და ცენტრიფუგაციის მეთოდის გამოყენებით.

ეს პროცესი მნიშვნელოვანია ცოცხალი ორგანიზმებისთვის პოლიპეპტიდური ჯაჭვების სინთეზში უჯრედებში რიბოზომებისა და rRNA-ს მიერ.

ცილის მოლეკულის ჰიდროლიზი

დენატურაციასთან ერთად ცილებს ახასიათებს კიდევ ერთი ქიმიური თვისება - ჰიდროლიზი. ეს ასევე არის მშობლიური კონფორმაციის განადგურება, მაგრამ არა პირველადი სტრუქტურისთვის, არამედ მთლიანად ცალკეული ამინომჟავებისთვის. საჭმლის მონელების მნიშვნელოვანი ნაწილია ცილის ჰიდროლიზი. პოლიპეპტიდების ჰიდროლიზის ტიპები შემდეგია.

1. ქიმიური. მჟავების ან ტუტეების მოქმედების საფუძველზე.
2. ბიოლოგიური ან ფერმენტული.

თუმცა, პროცესის არსი უცვლელი რჩება და არ არის დამოკიდებული იმაზე, თუ რა სახის ცილის ჰიდროლიზი ხდება. შედეგად წარმოიქმნება ამინომჟავები, რომლებიც ტრანსპორტირდება ყველა უჯრედში, ორგანოსა და ქსოვილში. მათი შემდგომი ტრანსფორმაცია შედგება ახალი პოლიპეპტიდების სინთეზში მონაწილეობაში, რომლებიც უკვე აუცილებელია კონკრეტული ორგანიზმისთვის.

ინდუსტრიაში ცილის მოლეკულების ჰიდროლიზის პროცესი გამოიყენება მხოლოდ სასურველი ამინომჟავების მისაღებად.

ცილების ფუნქციები ორგანიზმში

სხვადასხვა სახის ცილები, ნახშირწყლები, ცხიმები სასიცოცხლო მნიშვნელობის კომპონენტებია ნებისმიერი უჯრედის ნორმალური ფუნქციონირებისთვის. და ეს ნიშნავს მთელ ორგანიზმს მთლიანობაში. ამიტომ, მათი როლი დიდწილად განპირობებულია ცოცხალ არსებებში მნიშვნელობისა და ყველგანმყოფობის მაღალი ხარისხით. პოლიპეპტიდის მოლეკულების რამდენიმე ძირითადი ფუნქცია არსებობს.

1. კატალიზური. მას ახორციელებენ ფერმენტები, რომლებსაც აქვთ ცილის სტრუქტურა. მათზე მოგვიანებით ვისაუბრებთ.
2. სტრუქტურული. ცილების ტიპები და მათი ფუნქციები ორგანიზმში პირველ რიგში გავლენას ახდენს თავად უჯრედის სტრუქტურაზე, მის ფორმაზე. გარდა ამისა, პოლიპეპტიდები, რომლებიც ასრულებენ ამ როლს, ქმნიან თმას, ფრჩხილებს, მოლუსკების ნაჭუჭს და ფრინველის ბუმბულს. ისინი ასევე წარმოადგენს გარკვეულ არმატურას უჯრედის სხეულში. ხრტილი ასევე შედგება ამ ტიპის ცილებისგან. მაგალითები: ტუბულინი, კერატინი, აქტინი და სხვა.
3. მარეგულირებელი. ეს ფუნქცია გამოიხატება პოლიპეპტიდების მონაწილეობაში ისეთ პროცესებში, როგორიცაა: ტრანსკრიფცია, ტრანსლაცია, უჯრედის ციკლი, შერწყმა, mRNA კითხვა და სხვა. ყველა მათგანში ისინი მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ როგორც მარეგულირებელი.
4. სიგნალი. ამ ფუნქციას ასრულებენ უჯრედის მემბრანაზე განლაგებული ცილები. ისინი გადასცემენ სხვადასხვა სიგნალებს ერთი ერთეულიდან მეორეზე და ეს იწვევს ქსოვილებს შორის კომუნიკაციას. მაგალითები: ციტოკინები, ინსულინი, ზრდის ფაქტორები და სხვა.
5. ტრანსპორტი. ცილების ზოგიერთი სახეობა და მათი ფუნქციები, რომლებსაც ისინი ასრულებენ, უბრალოდ სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია. ეს ხდება, მაგალითად, ცილოვან ჰემოგლობინთან. ის სისხლში გადააქვს ჟანგბადს უჯრედიდან უჯრედში. ადამიანისთვის ეს შეუცვლელია.
6. სათადარიგო ან რეზერვი. ასეთი პოლიპეპტიდები გროვდება მცენარეებსა და ცხოველთა კვერცხებში, როგორც დამატებითი კვების და ენერგიის წყარო. ამის მაგალითია გლობულინები.
7. ძრავა. ძალიან მნიშვნელოვანი ფუნქცია, განსაკუთრებით უმარტივესი ორგანიზმებისა და ბაქტერიებისთვის. ყოველივე ამის შემდეგ, მათ შეუძლიათ გადაადგილება მხოლოდ flagella ან cilia- ის დახმარებით. და ეს ორგანელები, თავისი ბუნებით, სხვა არაფერია, თუ არა ცილები. ასეთი პოლიპეპტიდების მაგალითებია: მიოზინი, აქტინი, კინესინი და სხვა.

ცხადია, ცილების ფუნქციები ადამიანის ორგანიზმში და სხვა ცოცხალ არსებებში ძალიან მრავალრიცხოვანი და მნიშვნელოვანია. ეს კიდევ ერთხელ ადასტურებს, რომ ნაერთების გარეშე, რომლებსაც განვიხილავთ, ჩვენს პლანეტაზე სიცოცხლე შეუძლებელია.

ცილების დამცავი ფუნქცია

პოლიპეპტიდებს შეუძლიათ დაცვა სხვადასხვა გავლენისგან: ქიმიური, ფიზიკური, ბიოლოგიური. მაგალითად, თუ სხეულს საფრთხე ემუქრება უცხო ბუნების ვირუსის ან ბაქტერიის სახით, მაშინ მათთან ბრძოლაში შედიან იმუნოგლობულინები (ანტისხეულები), რომლებიც ასრულებენ დამცავ როლს.

თუ ფიზიკურ ეფექტებზე ვსაუბრობთ, მაშინ აქ მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ფიბრინი და ფიბრინოგენი, რომლებიც მონაწილეობენ სისხლის კოაგულაციაში.

საკვების ცილები

დიეტური ცილების შემდეგი ტიპებია:

• სრული - ისინი, რომლებიც შეიცავს ორგანიზმისთვის აუცილებელ ყველა ამინომჟავას;
• არასრული - ის, რომლებშიც არის არასრული ამინომჟავის შემადგენლობა.

თუმცა ორივე მნიშვნელოვანია ადამიანის ორგანიზმისთვის. განსაკუთრებით პირველი ჯგუფი. თითოეულმა ადამიანმა, განსაკუთრებით ინტენსიური განვითარების (ბავშვობა და მოზარდობა) და პუბერტატის პერიოდში, უნდა შეინარჩუნოს ცილების მუდმივი დონე საკუთარ თავში. ყოველივე ამის შემდეგ, ჩვენ უკვე განვიხილეთ ის ფუნქციები, რომლებსაც ეს საოცარი მოლეკულები ასრულებენ და ვიცით, რომ პრაქტიკულად არც ერთ პროცესს, არც ერთ ბიოქიმიურ რეაქციას ჩვენში არ შეუძლია პოლიპეპტიდების მონაწილეობის გარეშე.

ამიტომ აუცილებელია ყოველდღიურად მოიხმაროთ ცილების დღიური ნორმა, რომელსაც შეიცავს შემდეგი პროდუქტები:

• კვერცხი;
• რძე;
• ხაჭო;
• ხორცი და თევზი;
• ლობიო;
• ლობიო;
• არაქისი;
• ხორბალი;
• შვრია;
• ოსპი და სხვა.

თუ ადამიანი მოიხმარს 0,6 გ პოლიპეპტიდს კგ წონაზე დღეში, მაშინ ადამიანს არასოდეს აკლია ეს ნაერთები. თუ ორგანიზმი დიდი ხნის განმავლობაში არ იღებს საჭირო ცილებს, მაშინ ჩნდება დაავადება, რომელსაც ამინომჟავური შიმშილის სახელი აქვს. ეს იწვევს მეტაბოლურ დარღვევებს და, შედეგად, ბევრ სხვა დაავადებას.

ცილები უჯრედში

ყველა ცოცხალი არსების უმცირესი სტრუქტურული ერთეულის შიგნით - უჯრედები - ასევე არის ცილები. უფრო მეტიც, ისინი ასრულებენ თითქმის ყველა ზემოთ ჩამოთვლილ ფუნქციას იქ. უპირველეს ყოვლისა, იქმნება უჯრედის ციტოჩონჩხი, რომელიც შედგება მიკროტუბულებისგან, მიკროფილამენტებისგან. ის ემსახურება ფორმის შენარჩუნებას, ასევე ორგანელებს შორის ტრანსპორტირებას. სხვადასხვა იონები და ნაერთები მოძრაობენ ცილის მოლეკულების გასწვრივ, როგორც არხების ან რელსების გასწვრივ.

ასევე მნიშვნელოვანია მემბრანაში ჩაძირული და მის ზედაპირზე მდებარე ცილების როლი. აქ ისინი ასრულებენ როგორც რეცეპტორულ, ასევე სასიგნალო ფუნქციებს, მონაწილეობენ თავად მემბრანის აგებაში. ისინი დგანან მცველად, რაც ნიშნავს, რომ ისინი ასრულებენ დამცავ როლს. რა ტიპის ცილების უჯრედში შეიძლება მივაკუთვნოთ ამ ჯგუფს? ბევრი მაგალითია, აქ არის რამდენიმე.

1. აქტინი და მიოზინი.
2. ელასტინი.
3. კერატინი.
4. კოლაგენი.
5. ტუბულინი.
6. ჰემოგლობინი.
7. ინსულინი.
8. ტრანსკობალამინი.
9. ტრანსფერინი.
10. ალბომი.

საერთო ჯამში, არსებობს რამდენიმე ასეული განსხვავებული, რომლებიც მუდმივად მოძრაობენ თითოეულ უჯრედში.

ცილების სახეები ორგანიზმში

რა თქმა უნდა, მათ აქვთ უზარმაზარი მრავალფეროვნება. თუ ცდილობთ როგორმე დაყოთ ყველა არსებული ცილა ჯგუფებად, მაშინ შეგიძლიათ მიიღოთ მსგავსი კლასიფიკაცია.

ზოგადად, ორგანიზმში ნაპოვნი ცილების კლასიფიკაციის საფუძვლად მრავალი მახასიათებელი შეიძლება იქნას მიღებული. ერთი ჯერ არ არსებობს.

ფერმენტები

ცილოვანი ბუნების ბიოლოგიური კატალიზატორები, რომლებიც მნიშვნელოვნად აჩქარებენ ყველა მიმდინარე ბიოქიმიურ პროცესს. ნორმალური გაცვლა შეუძლებელია ამ ნაერთების გარეშე. სინთეზისა და დაშლის ყველა პროცესი, მოლეკულების შეკრება და მათი რეპლიკაცია, ტრანსლაცია და ტრანსკრიფცია და სხვა, ხორციელდება კონკრეტული ტიპის ფერმენტის გავლენის ქვეშ. ამ მოლეკულების მაგალითებია:

• ოქსიდორედუქტაზები;
• ტრანსფერაზები;
• კატალაზა;
• ჰიდროლაზები;
• იზომერაზები;
• ლიაზები და სხვები.

დღეს ფერმენტები გამოიყენება ყოველდღიურ ცხოვრებაში. ასე რომ, სარეცხი ფხვნილების წარმოებაში ხშირად გამოიყენება ეგრეთ წოდებული ფერმენტები - ეს არის ბიოლოგიური კატალიზატორები. ისინი აუმჯობესებენ რეცხვის ხარისხს მითითებულ ტემპერატურულ რეჟიმზე დაცვით. ადვილად აკავშირებს ჭუჭყის ნაწილაკებს და შლის მათ ქსოვილის ზედაპირიდან.

თუმცა, მათი ცილოვანი ბუნების გამო, ფერმენტები არ მოითმენს ძალიან ცხელ წყალს ან ტუტე ან მჟავე პრეპარატებთან სიახლოვეს. მართლაც, ამ შემთხვევაში მოხდება დენატურაციის პროცესი.

ცილების სტრუქტურული ფუნქცია

ცილების სტრუქტურული ფუნქციაეს არის ცილები

• მონაწილეობა მიიღოს თითქმის ყველა უჯრედის ორგანელების ფორმირებაში, დიდწილად განსაზღვრავს მათ სტრუქტურას (ფორმას);
• ქმნიან ციტოჩონჩხს, რომელიც ფორმას აძლევს უჯრედებს და ბევრ ორგანელას და აძლევს მექანიკურ ფორმას მთელ რიგ ქსოვილებს;
• არის უჯრედშორისი ნივთიერების ნაწილი, რომელიც დიდწილად განსაზღვრავს ქსოვილების სტრუქტურას და ცხოველთა სხეულის ფორმას.

უჯრედშორისი ნივთიერების ცილები

ადამიანის ორგანიზმში უჯრედშორისი ნივთიერების უფრო მეტი ცილაა, ვიდრე ყველა სხვა ცილა. უჯრედშორისი ნივთიერების ძირითადი სტრუქტურული ცილები არის ფიბრილარული ცილები.

კოლაგენები

კოლაგენი არის ცილების ოჯახი, ადამიანის ორგანიზმში ისინი შეადგენენ ყველა ცილის მთლიანი მასის 25-30%-ს. სტრუქტურული ფუნქციის გარდა, კოლაგენი ასევე ასრულებს მექანიკურ, დამცავ, კვების და რეპარაციულ ფუნქციებს.

კოლაგენის მოლეკულა არის სამი α-ჯაჭვის მარჯვენა სპირალი.

საერთო ჯამში, ადამიანს აქვს 28 ტიპის კოლაგენი. ყველა მათგანი სტრუქტურაში მსგავსია.

ელასტინი

ელასტინი ფართოდ არის გავრცელებული შემაერთებელ ქსოვილში, განსაკუთრებით კანში, ფილტვებში და სისხლძარღვებში. ელასტინისა და კოლაგენის საერთო მახასიათებლებია გლიცინის და პროლინის მაღალი შემცველობა. ელასტინი შეიცავს ბევრად მეტ ვალინს და ალანინს და ნაკლებ გლუტამინის მჟავას და არგინინს, ვიდრე კოლაგენი. ელასტინი შეიცავს დესმოსინს და იზოდესმოსინს. ეს ნაერთები გვხვდება მხოლოდ ელასტინის შემადგენლობაში. ელასტინი არ იხსნება წყალხსნარებში (კოლაგენის მსგავსად), მარილების, მჟავების და ტუტეების ხსნარებში, თუნდაც გაცხელებისას. ელასტინი შეიცავს დიდი რაოდენობით ამინომჟავების ნარჩენებს არაპოლარული გვერდითი ჯგუფებით, რაც, როგორც ჩანს, განსაზღვრავს მისი ბოჭკოების მაღალ ელასტიურობას.

სხვა უჯრედგარე მატრიქსის ცილები

კერატინები იყოფა ორ ჯგუფად: α-კერატინები და β-კერატინები. კერატინის სიძლიერე მხოლოდ ქიტინს ჩამორჩება. კერატინების დამახასიათებელი თვისებაა მათი სრული უხსნადობა წყალში pH 7.0-ზე. ისინი შეიცავს ყველა ამინომჟავის ნარჩენებს მოლეკულაში. ისინი განსხვავდებიან სხვა ფიბრილარული სტრუქტურული ცილებისგან (მაგალითად, კოლაგენი) ძირითადად ცისტეინის ნარჩენების გაზრდილი შემცველობით. ა-კერატინების პოლიპეპტიდური ჯაჭვების პირველად სტრუქტურას არ აქვს პერიოდულობა.

სხვა შუალედური ძაფის ცილები

სხვა ტიპის ქსოვილებში (ეპითელიუმის გარდა), შუალედური ძაფები წარმოიქმნება კერატინის მსგავსი სტრუქტურით - ვიმენტინი, ნეიროფილამენტური ცილები და ა.შ. ევკარიოტული უჯრედების უმეტესობაში ლამინის ცილები ქმნიან ბირთვის შიდა გარსს. ბირთვული ლამინა, რომელიც მათგან შედგება, მხარს უჭერს ბირთვულ მემბრანას და კონტაქტშია ქრომატინთან და ბირთვულ რნმ-თან.

ტუბულინი

ორგანელების სტრუქტურული ცილები

ცილები ქმნიან და განსაზღვრავენ მრავალი უჯრედის ორგანელის ფორმას (სტრუქტურას). ორგანელები, როგორიცაა რიბოსომები, პროტეასომა, ბირთვული ფორები და ა.შ. ძირითადად შედგება ცილებისგან, ჰისტონები აუცილებელია დნმ-ის ჯაჭვების ქრომოსომებში შეკრებისა და შეფუთვისთვის. ზოგიერთი პროტისტის (მაგალითად, ქლამიდომონას) უჯრედის კედელი შედგება ცილებისგან; მრავალი ბაქტერიისა და არქეის უჯრედის მემბრანის შემადგენლობაში არის ცილოვანი შრე (S-ფენა), რომელიც გრამდადებით სახეობებში მიმაგრებულია უჯრედის კედელზე, ხოლო გრამუარყოფით სახეობებში გარე მემბრანაზე. პროკარიოტული დროშები შედგება ფლაგელინის ცილისგან.

ფონდი ვიკიმედია. 2010 წ.

ნახეთ, რა არის "ცილების სტრუქტურული ფუნქცია" სხვა ლექსიკონებში:

ცილის სამგანზომილებიანი სტრუქტურის გამოსახვის სხვადასხვა ხერხი ფერმენტის ტრიოზფოსფატ იზომერაზას მაგალითის გამოყენებით. მარცხნივ არის „ღერო“ მოდელი, ყველა ატომისა და მათ შორის არსებული ბმების გამოსახულებით; ელემენტები ნაჩვენებია ფერებში. სტრუქტურული მოტივები გამოსახულია შუა ... ვიკიპედიაში

კონდენსატორის ატომური სტრუქტურის შესწავლა. მედია ატომის ბირთვებზე დაბალი ენერგიის ნეიტრონების დიფრაქციით (ელასტიური თანმიმდევრული გაფანტვა). ჰ.ს. ნეიტრონები დე ბროლის ტალღის სიგრძით l >= 0.3 გამოიყენება ნეიტრონული ტალღის გაფანტვა ... ... ფიზიკური ენციკლოპედია

ამ ტერმინს სხვა მნიშვნელობა აქვს, იხილეთ პროტეინები (მნიშვნელობები). ცილები (ცილები, პოლიპეპტიდები) არის მაღალმოლეკულური ორგანული ნივთიერებები, რომლებიც შედგება ალფა ამინომჟავებისგან, რომლებიც დაკავშირებულია ჯაჭვში პეპტიდური კავშირით. ცოცხალ ორგანიზმებში ... ... ვიკიპედია

მაღალმოლეკულური ბუნებრივი ნაერთები, რომლებიც წარმოადგენენ ყველა ცოცხალი ორგანიზმის სტრუქტურულ საფუძველს და გადამწყვეტ როლს თამაშობენ სასიცოცხლო აქტივობის პროცესებში. B. მოიცავს ცილებს, ნუკლეინის მჟავებს და პოლისაქარიდებს; ცნობილია ასევე შერეული ... ...

მირის კოსმოსურ სადგურზე და NASA-ს შატლის ფრენების დროს გაზრდილი სხვადასხვა ცილების კრისტალები. მაღალგანწმენდილი ცილები დაბალ ტემპერატურაზე ქმნიან კრისტალებს, რომლებიც გამოიყენება ამ ცილის მოდელის მისაღებად. ცილები (ცილები, ... ... ვიკიპედია

- (ტრანსკრიფციის ფაქტორები) ცილები, რომლებიც აკონტროლებენ mRNA სინთეზის პროცესს დნმ-ის შაბლონზე (ტრანსკრიფცია) დნმ-ის სპეციფიკურ რეგიონებთან შეკავშირებით. ტრანსკრიფციის ფაქტორები ასრულებენ თავის ფუნქციას ან დამოუკიდებლად ან კომბინაციით ... ... ვიკიპედიაში

ტრანსკრიფციის ფაქტორები (ტრანსკრიფციის ფაქტორები) არის ცილები, რომლებიც აკონტროლებენ ინფორმაციის გადაცემას დნმ-ის მოლეკულიდან mRNA სტრუქტურაში (ტრანსკრიფცია) დნმ-ის კონკრეტულ რეგიონებთან შეკავშირებით. ტრანსკრიფციის ფაქტორები ასრულებენ თავის ფუნქციას ... ... ვიკიპედია

მსოფლიოს განსაკუთრებული ხარისხობრივი მდგომარეობა, ალბათ, აუცილებელი ნაბიჯია სამყაროს განვითარებაში. ბუნებრივად მეცნიერული მიდგომა სიცოცხლის არსისადმი ორიენტირებულია მისი წარმოშობის პრობლემაზე, მის მატერიალურ მატარებლებზე, ცოცხალ და არაცოცხალ ნივთებს შორის განსხვავებაზე, ევოლუციაზე ... ... ფილოსოფიური ენციკლოპედია

ატომების ურთიერთმიზიდულობა, რაც იწვევს მოლეკულების და კრისტალების წარმოქმნას. ჩვეულებრივად უნდა ითქვას, რომ მოლეკულაში ან კრისტალში მეზობელ ატომებს შორის არის ჩ. ატომის ვალენტობა (რომელიც უფრო დეტალურად განიხილება ქვემოთ) მიუთითებს ობლიგაციების რაოდენობაზე ... დიდი საბჭოთა ენციკლოპედია

ადამიანის სხეულის ფუნქციონირება XIX საუკუნის დასაწყისში გახდა ნათელი. მეცნიერებმა აღნიშნეს ეს ნივთიერებები ბერძნული ტერმინით "ცილები", სიტყვიდან პროტოს - "მთავარი, პირველი".

ამ ქიმიური ნაერთების მთავარი მახასიათებელია ის, რომ ისინი წარმოადგენენ საფუძველს, რომელსაც სხეული იყენებს ახალი უჯრედების შესაქმნელად. მათი სხვა ფუნქციებია მარეგულირებელი და მეტაბოლური პროცესების უზრუნველყოფა; სატრანსპორტო ფუნქციების შესრულებაში (მაგალითად, ჰემოგლობინის ცილა, რომელიც ანაწილებს ჟანგბადს მთელ სხეულში სისხლის ნაკადით); კუნთოვანი ბოჭკოების ფორმირებაში; ორგანიზმის მრავალი სასიცოცხლო ფუნქციის მართვაში (გასაოცარი მაგალითია ცილოვანი ინსულინი); საჭმლის მონელების, ენერგეტიკული ცვლის პროცესის რეგულირებაში; სხეულის დაცვაში.

ამ ნივთიერებების ქიმიური სტრუქტურა განისაზღვრება ამინომჟავების რაოდენობით, რომლებიც ქმნიან ცილის მოლეკულებს. მოლეკულები საკმაოდ დიდი ზომისაა. ეს ნივთიერებები მაღალმოლეკულური ორგანული ნივთიერებებია და წარმოადგენს ამინომჟავების ჯაჭვს, რომლებიც დაკავშირებულია პეპტიდურ ბმასთან. ცილების ამინომჟავის შემადგენლობა განისაზღვრება გენეტიკური კოდით. ამინომჟავების კომბინაციაში მრავალი ვარიაცია იძლევა ცილის მოლეკულების მრავალფეროვან თვისებებს. როგორც წესი, ისინი ურთიერთკავშირშია და ქმნიან კომპლექსურ კომპლექსებს.

ცილების კლასიფიკაცია არ არის დასრულებული, რადგან ყველა ცილა არ არის შესწავლილი მეცნიერების მიერ. ბევრი მათგანის როლი კვლავაც საიდუმლო რჩება ხალხისთვის. ჯერჯერობით ცილები იყოფა მათი ბიოლოგიური როლის მიხედვით და იმის მიხედვით, თუ რა ამინომჟავები შედის მათ შემადგენლობაში. ჩვენი კვებისთვის ღირებულია არა თავად ცილა, არამედ ამინომჟავები, რომლებიც ქმნიან მას. ამინომჟავები ორგანული მჟავების ერთ-ერთი სახეობაა. მათ შორის 100-ზე მეტია, მათ გარეშე მეტაბოლური პროცესები შეუძლებელია.

სხეულს არ შეუძლია სრულად აითვისოს საკვებიდან მიღებული ცილები. მათი უმეტესობა განადგურებულია მჟავე საჭმლის მომნელებელი წვენებით. ცილები იშლება ამინომჟავებად. ორგანიზმი დაშლის შემდეგ „იღებს“ მისთვის საჭირო ამინომჟავებს და მათგან აუცილებელ ცილებს აშენებს. ამ შემთხვევაში შეიძლება მოხდეს ერთი ამინომჟავის მეორეში გადაქცევა. გარდა ტრანსფორმაციისა, მათი ორგანიზმში დამოუკიდებლად სინთეზიც შესაძლებელია.

თუმცა, ყველა ამინომჟავა ვერ გამოიმუშავებს ჩვენს ორგანიზმს. მათ, ვინც არ არის სინთეზირებული, შეუცვლელს უწოდებენ, რადგან ისინი სხეულს სჭირდება და მხოლოდ გარედან იღებს. არსებითი ამინომჟავები არ შეიძლება შეიცვალოს სხვებით. მათ შორისაა მეთიონინი, ლიზინი, იზოლეიცინი, ლეიცინი, ფენილალანინი, ტრეონინი, ვალინი. გარდა ამისა, არსებობს სხვა ამინომჟავები, რომლებიც წარმოიქმნება ექსკლუზიურად არსებითი ფენილალანინისა და მეთიონინისგან. ამიტომ, კვების ხარისხი განისაზღვრება არა შემომავალი ცილების რაოდენობით, არამედ მათი ხარისხობრივი შემადგენლობით. მაგალითად, კარტოფილი, თეთრი კომბოსტო, ჭარხალი, კომბოსტო, პარკოსნები, პური შეიცავს დიდი რაოდენობით ტრიპტოფანს, ლიზინს, მეთიონინს.

ჩვენს ორგანიზმში ცილოვანი ცვლის მიმდინარეობა დამოკიდებულია საჭირო ცილების საკმარის რაოდენობაზე. ზოგიერთი ნივთიერების დაყოფა და სხვებად გარდაქმნა ხდება ორგანიზმისთვის საჭირო ენერგიის განთავისუფლებით.

ორგანიზმის სასიცოცხლო აქტივობის შედეგად ხდება ცილების ნაწილის მუდმივი დაკარგვა. დღეში დაახლოებით 30 გ იკარგება გარედან შემოსული ცილოვანი ნივთიერებებისგან. ამიტომ, დანაკარგის გათვალისწინებით, დიეტა უნდა შეიცავდეს ამ ნივთიერებების საკმარის რაოდენობას ორგანიზმის ჯანმრთელობის უზრუნველსაყოფად.

ორგანიზმის მიერ ცილოვანი ნივთიერებების მოხმარება დამოკიდებულია სხვადასხვა ფაქტორზე: რთული ფიზიკური სამუშაოს შესრულება ან მოსვენება; ემოციური მდგომარეობა. დღე-ღამეში ცილების მიღების მაჩვენებელი მოზრდილებისთვის სულ მცირე 50 გრამს შეადგენს (ეს არის დაახლოებით 0,8 გრამი სხეულის წონის ყოველ კილოგრამზე). ბავშვებს ინტენსიური ზრდისა და განვითარების გამო მეტი ცილა ესაჭიროებათ - 1,9 გრამამდე სხეულის წონაზე.

თუმცა, ცილოვანი ნივთიერებების დიდი რაოდენობაც კი არ იძლევა გარანტიას მათში ამინომჟავების დაბალანსებული რაოდენობით. ამიტომ, დიეტა უნდა იყოს მრავალფეროვანი, რათა ორგანიზმმა მისგან მაქსიმუმი მიიღოს სხვადასხვა ამინომჟავების სახით. ჩვენ არ ვსაუბრობთ იმაზე, რომ თუ დღეს არ იყო ტრიპტოფანი თქვენს საკვებში, ხვალ დაავადდებით. არა, ორგანიზმმა „იცის, როგორ“ შეინახოს სასარგებლო ამინომჟავები მცირე რაოდენობით და საჭიროების შემთხვევაში გამოიყენოს. თუმცა, სხეულის კუმულაციური ტევადობა არც თუ ისე მაღალია, ამიტომ სასარგებლო ნივთიერებების მარაგი რეგულარულად უნდა შეივსოს.

თუ პირადი რწმენის გამო (ვეგეტარიანელობა) ან ჯანმრთელობის მიზეზების გამო (კუჭ-ნაწლავის ტრაქტის პრობლემები და დიეტური კვება) გაქვთ დიეტური შეზღუდვა, მაშინ უნდა მიმართოთ დიეტოლოგს თქვენი დიეტის დარეგულირებისა და ორგანიზმში ცილების ბალანსის აღსადგენად. .
ინტენსიური სპორტული აქტივობების დროს ორგანიზმს დიდი რაოდენობით ცილები სჭირდება. სპეციალურად ასეთი ადამიანებისთვის იწარმოება სპორტული კვება. თუმცა, ცილების მიღება უნდა შეესაბამებოდეს შესრულებულ ფიზიკურ აქტივობას. ამ ნივთიერებების ჭარბი რაოდენობა, პოპულარული რწმენის საწინააღმდეგოდ, არ გამოიწვევს კუნთების მასის მკვეთრ ზრდას.

ცილების ფუნქციების მრავალფეროვნება მოიცავს ორგანიზმში მიმდინარე თითქმის ყველა ბიოქიმიურ პროცესს. მათ შეიძლება ეწოდოს ბიოქიმიური კატალიზატორები.
ცილები ქმნიან ციტოჩონჩხს, რომელიც ინარჩუნებს უჯრედების ფორმას. ცილების გარეშე იმუნური სისტემის წარმატებული ფუნქციონირება შეუძლებელია.

ცილების შესანიშნავი საკვები წყაროა ხორცი, რძე, თევზი, მარცვლეული, პარკოსნები, თხილი. ხილი, კენკრა და ბოსტნეული ნაკლებად მდიდარია ცილებით.

პირველი ცილა, რომელიც შეისწავლეს მისი ამინომჟავების თანმიმდევრობის დასადგენად, არის ინსულინი. ამ მიღწევისთვის ფ.სენგერმა ნობელის პრემია გასული საუკუნის 60-იან წლებში მიიღო. და მეცნიერებმა დ. კენდრიუმ და მ. პერუცმა ერთდროულად შეძლეს მიოგლობინისა და ჰემოგლობინის სამგანზომილებიანი სტრუქტურის შექმნა რენტგენის დიფრაქციული ტექნიკის გამოყენებით. ამისთვის მათ ნობელის პრემიაც მიენიჭათ.

სწავლის ისტორია

ცილების შესწავლის ფუძემდებელია ანტუან ფრანსუა დე ფურკრუა. მან გამოყო ისინი ცალკე კლასში მას შემდეგ, რაც შეამჩნია მათი დენატაციის (ან დაკეცვის) თვისება მჟავების ან მაღალი ტემპერატურის გავლენის ქვეშ. მან გამოიკვლია ფიბრინი (გამოყოფილი სისხლიდან), გლუტენი (გამოყოფილი ხორბლის მარცვლიდან) და ალბუმინი (კვერცხის ცილა).


ჰოლანდიელმა მეცნიერმა G. Mulder-მა შეავსო თავისი ფრანგი კოლეგის დე ფურკრუას სამეცნიერო ნაშრომი და გააანალიზა ცილის შემადგენლობა. ამ ანალიზის საფუძველზე მან წამოაყენა ჰიპოთეზა, რომ ცილის მოლეკულების უმეტესობას აქვს მსგავსი ემპირიული ფორმულა. ის ასევე იყო პირველი, ვინც შეძლო ცილის მოლეკულური წონის დადგენა.
მალდერის აზრით, ნებისმიერი ცილა შედგება მცირე სტრუქტურული კომპონენტებისგან – „ცილებისგან“. ხოლო 1838 წელს შვედმა მეცნიერმა ჯ.ბერცელიუსმა შემოგვთავაზა ტერმინი „ცილები“, როგორც ყველა ცილის საერთო სახელწოდება.

მომდევნო 30-40 წელიწადში კვლევები ჩატარდა ამინომჟავების უმეტესობაზე, რომლებიც ქმნიან ცილებს. 1894 წელს გერმანელმა ფიზიოლოგმა ა. კოსელმა გამოთქვა ვარაუდი, რომ სწორედ ამინომჟავები წარმოადგენენ ცილების ძალიან სტრუქტურულ კომპონენტებს და რომ ისინი ურთიერთკავშირშია პეპტიდური ბმებით. ის ცდილობდა ცილის ამინომჟავების თანმიმდევრობის შესწავლას.
1926 წელს საბოლოოდ იქნა აღიარებული ცილების დომინანტური როლი ორგანიზმში. ეს მაშინ მოხდა, როდესაც ამერიკელმა ქიმიკოსმა დ.სამნერმა დაამტკიცა, რომ ურეაზა (ფერმენტი, რომლის გარეშეც მრავალი ქიმიური პროცესი შეუძლებელია) არის ცილა.

იმ დროს ძალიან რთული იყო მეცნიერების საჭიროებისთვის სუფთა ცილების იზოლირება. სწორედ ამიტომ, პირველი ექსპერიმენტები ჩატარდა იმ პოლიპეპტიდების გამოყენებით, რომლებიც შეიძლება გაიწმინდოს მნიშვნელოვანი რაოდენობით მინიმალურ ფასად - ეს არის სისხლის ცილები, ქათმის ცილები, სხვადასხვა ტოქსინები, საჭმლის მომნელებელი ან მეტაბოლური წარმოშობის ფერმენტები, რომლებიც გამოიყოფა პირუტყვის დაკვლის შემდეგ. 1950-იანი წლების ბოლოს შესაძლებელი გახდა მსხვილფეხა რქოსანი პანკრეასის რიბონუკლეაზას გაწმენდა. სწორედ ეს ნივთიერება გახდა მრავალი მეცნიერის ექსპერიმენტული ობიექტი.

თანამედროვე მეცნიერებაში ცილების შესწავლა თვისობრივად ახალ დონეზე გაგრძელდა. არსებობს ბიოქიმიის ფილიალი, რომელსაც ეწოდება პროტეომიკა. ახლა, პროტეომიკის წყალობით, შესაძლებელია არა მხოლოდ იზოლირებული გაწმენდილი ცილების შესწავლა, არამედ პარალელური, ერთდროული ცვლილება მრავალი ცილის მოდიფიკაციაში, რომლებიც მიეკუთვნება სხვადასხვა უჯრედებსა და ქსოვილებს. მეცნიერებს ახლა თეორიულად შეუძლიათ ცილის აგებულების გამოთვლა მისი ამინომჟავების თანმიმდევრობით. კრიოელექტრონული მიკროსკოპის მეთოდები შესაძლებელს ხდის დიდი და მცირე ცილის კომპლექსების შესწავლას.

ცილის თვისებები

ცილების ზომა შეიძლება გაიზომოს მათ მიერ შედგენილი ამინომჟავების რაოდენობის მიხედვით, ან დალტონებში, რაც მიუთითებს მათ მოლეკულურ წონაზე. მაგალითად, საფუარის ცილები შედგება 450 ამინომჟავისგან და აქვთ მოლეკულური წონა 53 კილოდალტონს. თანამედროვე მეცნიერებისთვის ცნობილი უდიდესი ცილა, რომელსაც ტიტინი ჰქვია, შედგება 38 ათასზე მეტი ამინომჟავისგან და აქვს მოლეკულური წონა დაახლოებით 3700 კილოდალტონს.
ცილები, რომლებიც უკავშირდებიან ნუკლეინის მჟავებს მათ ფოსფატის ნარჩენებთან ურთიერთქმედებით, განიხილება ძირითადი ცილები. მათ შორისაა პროტამინები და ჰისტონები.

პროტეინები გამოირჩევიან ხსნადობის ხარისხით, მათი უმეტესობა წყალში ძალიან ხსნადია. თუმცა არის გამონაკლისებიც. ფიბროინი (ძობის ქსელებისა და აბრეშუმის საფუძველი) და კერატინი (ადამიანის თმის, აგრეთვე ბამბა ცხოველებში და ბუმბული ფრინველებში) უხსნადია.

დენატურაცია

როგორც წესი, ცილები ინარჩუნებენ ცოცხალი ორგანიზმის ფიზიკურ-ქიმიურ თვისებებს და სტრუქტურას, რომელსაც ისინი მიეკუთვნებიან. ამიტომ, თუ ორგანიზმი ადაპტირებულია გარკვეულ ტემპერატურაზე, მაშინ ცილა გაუძლებს მას და არ შეცვლის თავის თვისებებს.
პირობების ცვლილებები, როგორიცაა გარემოს ტემპერატურა, ან მჟავა/ტუტე გარემოს ზემოქმედება იწვევს ცილას მეორადი, მესამეული და მეოთხეული სტრუქტურების დაკარგვას. ცოცხალი უჯრედის თანდაყოლილი ბუნებრივი სტრუქტურის დაკარგვას ცილის დენატურაცია ან დაკეცვა ეწოდება. დენატურაცია შეიძლება იყოს ნაწილობრივი ან სრული, შეუქცევადი ან შექცევადი. შეუქცევადი დენატურაციის ყველაზე პოპულარული და ყოველდღიური მაგალითია მაგრად მოხარშული კვერცხი. მაღალი ტემპერატურის გავლენით გამჭვირვალე ცილა ოვალბუმინი ხდება გაუმჭვირვალე და მკვრივი.

ზოგიერთ შემთხვევაში, დენატურაცია შექცევადია; ცილის საპირისპირო მდგომარეობა შეიძლება აღდგეს ამონიუმის მარილების გამოყენებით. შექცევადი დენატურაცია გამოიყენება როგორც ცილის გამწმენდი მეთოდი.

მარტივი და რთული ცილები

პეპტიდური ჯაჭვების გარდა, ზოგიერთი ცილა ასევე შეიცავს არაამინომჟავურ სტრუქტურულ ერთეულებს. არაამინომჟავების ფრაგმენტების არსებობის ან არარსებობის კრიტერიუმის მიხედვით ცილები იყოფა ორ ჯგუფად: რთულ და მარტივ პროტეინებად. მარტივი ცილები შედგება მხოლოდ ამინომჟავის ჯაჭვებისგან. რთული პროტეინები შეიცავს ფრაგმენტებს, რომლებიც ბუნებით არაცილოვანია.

რთული ცილების ქიმიური ბუნების მიხედვით განასხვავებენ ხუთ კლასს:

• გლიკოპროტეინები.
• ქრომოპროტეინები.
• ფოსფოპროტეინები.
• მეტალოპროტეინები.
• ლიპოპროტეინები.

გლიკოპროტეინები შეიცავს კოვალენტურად დაკავშირებულ ნახშირწყლების ნარჩენებს და მათ მრავალფეროვნებას - პროტეოგლიკანებს. გლიკოპროტეინებს მიეკუთვნება, მაგალითად, იმუნოგლობულინები.

ქრომოპროტეინები არის რთული ცილების ზოგადი სახელწოდება, რომელშიც შედის ფლავოპროტეინები, ქლოროფილები, ჰემოგლობინი და სხვა.

პროტეინები, რომლებსაც ფოსფოპროტეინები ეწოდება, შეიცავს ფოსფორის მჟავას ნარჩენებს. ცილების ამ ჯგუფში შედის, მაგალითად, რძის კაზეინი.

მეტალოპროტეინები არის ცილები, რომლებიც შეიცავს გარკვეული ლითონების კოვალენტურად დაკავშირებულ იონებს. მათ შორის არის ცილები, რომლებიც ასრულებენ სატრანსპორტო და შენახვის ფუნქციებს (ტრანსფერინი, ფერიტინი).

რთული ლიპოპროტეინების პროტეინები შეიცავს მათ შემადგენლობაში ლიპიდურ ნარჩენებს. მათი ფუნქციაა ლიპიდების ტრანსპორტირება.

ცილების ბიოსინთეზი

ცოცხალი ორგანიზმები ქმნიან ცილებს ამინომჟავებისგან გენეტიკური ინფორმაციის საფუძველზე, რომელიც დაშიფრულია გენებში. თითოეული სინთეზირებული ცილა შედგება დაკავშირებული ამინომჟავების სრულიად უნიკალური თანმიმდევრობისგან. უნიკალური თანმიმდევრობა განისაზღვრება ისეთი ფაქტორით, როგორიცაა მოცემული ცილის შესახებ ინფორმაციის კოდირების გენის ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობა.

გენეტიკური კოდი შედგება კოდონებისგან. კოდონი არის გენეტიკური ინფორმაციის ერთეული, რომელიც შედგება ნუკლეოტიდის ნარჩენებისგან. თითოეული კოდონი პასუხისმგებელია ცილაზე ერთი ამინომჟავის მიმაგრებაზე. მათი საერთო რაოდენობაა 64. ზოგიერთი ამინომჟავა განისაზღვრება არა ერთი, არამედ რამდენიმე კოდონით.

ცილების ფუნქციები ორგანიზმში

სხვა ბიოლოგიურ მაკრომოლეკულებთან ერთად (პოლისაქარიდები და ლიპიდები), ცილები ორგანიზმს სჭირდება უჯრედებში სასიცოცხლო პროცესების უმეტესობის განსახორციელებლად. ცილები ახორციელებენ მეტაბოლურ პროცესებს და ენერგიის გარდაქმნებს. ისინი შედიან ორგანელების - უჯრედულ სტრუქტურებში, მონაწილეობენ უჯრედშორისი ნივთიერების სინთეზში.

უნდა აღინიშნოს, რომ ცილების კლასიფიკაცია მათი ფუნქციების მიხედვით საკმაოდ თვითნებურია, რადგან ზოგიერთ ცოცხალ ორგანიზმში ერთსა და იმავე ცილას შეუძლია შეასრულოს რამდენიმე განსხვავებული ფუნქცია. ცილები ასრულებენ მრავალ ფუნქციას იმის გამო, რომ მათ აქვთ მაღალი ფერმენტული აქტივობა. კერძოდ, ამ ფერმენტებში შედის საავტომობილო ცილა მიოზინი, ისევე როგორც პროტეინ კინაზას მარეგულირებელი ცილები.

კატალიზური ფუნქცია

ცილების ყველაზე შესწავლილი როლი ორგანიზმში არის სხვადასხვა ქიმიური რეაქციების კატალიზება. ფერმენტები არის ცილების ჯგუფი სპეციფიკური კატალიზური თვისებებით. თითოეული ეს ფერმენტი არის კატალიზატორი ერთი ან მეტი მსგავსი რეაქციისთვის. მეცნიერებამ იცის რამდენიმე ათასი ფერმენტული ნივთიერება. მაგალითად, ნივთიერება პეპსინი, რომელიც არღვევს ცილებს საჭმლის მონელების დროს, არის ფერმენტი.

ჩვენს ორგანიზმში 4000-ზე მეტი რეაქციაა საჭირო კატალიზირება. ფერმენტების მოქმედების გარეშე რეაქცია ათობით და ასეულჯერ ნელა მიმდინარეობს.
მოლეკულებს, რომლებიც რეაქციის დროს ერთვის ფერმენტს და შემდეგ იცვლება, სუბსტრატები ეწოდება. ფერმენტი შეიცავს ბევრ ამინომჟავას, მაგრამ ყველა მათგანი არ ურთიერთქმედებს სუბსტრატთან და მით უმეტეს, რომ ყველა მათგანი პირდაპირ არ მონაწილეობს კატალიზურ პროცესში. ფერმენტის ის ნაწილი, რომელსაც სუბსტრატი ერთვის, ითვლება ფერმენტის აქტიურ ადგილად.

სტრუქტურული ფუნქცია

ციტოჩონჩხის სტრუქტურული ცილები არის ერთგვარი ხისტი ჩარჩო, რომელიც ფორმას აძლევს უჯრედებს. მათი წყალობით, უჯრედების ფორმა შეიძლება შეიცვალოს. მათ შორისაა ელასტინი, კოლაგენი, კერატინი. შემაერთებელი ქსოვილის უჯრედშორისი ნივთიერების ძირითადი კომპონენტებია კოლაგენი და ელასტინი. კერატინი არის თმის და ფრჩხილების, ასევე ბუმბულის ფორმირების საფუძველი ფრინველებში.

დამცავი ფუნქცია

ცილების რამდენიმე დამცავი ფუნქციაა: ფიზიკური, იმუნური, ქიმიური.
კოლაგენი მონაწილეობს ფიზიკური დაცვის ფორმირებაში. იგი წარმოადგენს უჯრედშორისი ნივთიერების საფუძველს შემაერთებელი ქსოვილის ისეთი ტიპებისა, როგორიცაა ძვლები, ხრტილები, მყესები და კანის ღრმა შრეები (დერმისი). ამ ჯგუფის ცილების მაგალითებია თრომბინები და ფიბრინოგენები, რომლებიც მონაწილეობენ სისხლის კოაგულაციაში.

იმუნური დაცვა გულისხმობს ცილების მონაწილეობას, რომლებიც ქმნიან სისხლს ან სხვა ბიოლოგიურ სითხეებს, ორგანიზმის დამცავი პასუხის ფორმირებაში პათოგენური მიკროორგანიზმების შეტევაზე ან დაზიანებაზე. მაგალითად, იმუნოგლობულინები ანეიტრალებს ვირუსებს, ბაქტერიებს ან უცხო ცილებს. იმუნური სისტემის მიერ წარმოქმნილი ანტისხეულები ემაგრება ორგანიზმისთვის უცხო ნივთიერებებს, რომლებსაც ანტიგენებს უწოდებენ და ანეიტრალებს მათ. როგორც წესი, ანტისხეულები გამოიყოფა უჯრედშორის სივრცეში ან ფიქსირდება სპეციალიზებული პლაზმური უჯრედების გარსებში.

ფერმენტები და სუბსტრატი ერთმანეთთან ძალიან მჭიდროდ არ არის დაკავშირებული, წინააღმდეგ შემთხვევაში კატალიზებული რეაქციის მიმდინარეობა შეიძლება დაირღვეს. მაგრამ ანტიგენისა და ანტისხეულების მიმაგრების სტაბილურობა არაფრით არ შემოიფარგლება.

ქიმიური დაცვა შედგება ცილის მოლეკულების მიერ სხვადასხვა ტოქსინების შეერთებაში, ანუ ორგანიზმის დეტოქსიკაციის უზრუნველყოფაში. ჩვენი ორგანიზმის დეტოქსიკაციაში უმნიშვნელოვანეს როლს თამაშობს ღვიძლის ფერმენტები, რომლებიც შხამებს შხამს ან გადააქცევს მათ ხსნად ფორმაში. დაშლილი ტოქსინები სწრაფად ტოვებს სხეულს.

მარეგულირებელი ფუნქცია

უჯრედშიდა პროცესების უმეტესობა რეგულირდება ცილის მოლეკულებით. ეს მოლეკულები ასრულებენ უაღრესად სპეციალიზებულ ფუნქციას და არ არიან არც უჯრედების სამშენებლო მასალა და არც ენერგიის წყარო. რეგულაცია ხორციელდება ფერმენტების აქტივობით ან სხვა მოლეკულებთან შეკავშირებით.
პროტეინ კინაზები მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ უჯრედებში მიმდინარე პროცესების რეგულირებაში. ეს არის ფერმენტები, რომლებიც გავლენას ახდენენ სხვა ცილების აქტივობაზე მათზე ფოსფატის ნაწილაკების მიმაგრებით. ისინი ან ზრდიან აქტივობას ან მთლიანად თრგუნავენ მას.

სიგნალის ფუნქცია

ცილების სასიგნალო ფუნქცია გამოიხატება მათ უნარში, იყვნენ სასიგნალო ნივთიერებები. ისინი გადასცემენ სიგნალებს ქსოვილებს, უჯრედებს, ორგანოებს შორის. ზოგჯერ სასიგნალო ფუნქცია განიხილება როგორც მარეგულირებელი, რადგან მრავალი მარეგულირებელი უჯრედშიდა ცილა ასევე ახორციელებს სიგნალიზაციას. უჯრედები ერთმანეთთან ურთიერთობენ სასიგნალო ცილების გამოყენებით, რომლებიც მრავლდებიან უჯრედშორისი ნივთიერებით.

ციტოკინები, ცილა-ჰორმონები ასრულებენ სასიგნალო ფუნქციას.
ჰორმონები სისხლში გადადის. რეცეპტორი, როდესაც დაკავშირებულია ჰორმონთან, იწვევს უჯრედში რეაგირებას. ჰორმონების წყალობით რეგულირდება ნივთიერებების კონცენტრაცია სისხლის უჯრედებში, ასევე ხდება უჯრედების ზრდისა და გამრავლების რეგულირება. ასეთი ცილების მაგალითია ცნობილი ინსულინი, რომელიც არეგულირებს სისხლში გლუკოზის კონცენტრაციას.

ციტოკინები არის მცირე პეპტიდური მესინჯერი მოლეკულები. ისინი მოქმედებენ როგორც სხვადასხვა უჯრედებს შორის ურთიერთქმედების რეგულატორები, ასევე განსაზღვრავენ ამ უჯრედების გადარჩენას, თრგუნავენ ან ასტიმულირებენ მათ ზრდას და ფუნქციურ აქტივობას. ციტოკინების გარეშე შეუძლებელია ნერვული, ენდოკრინული და იმუნური სისტემების კოორდინირებული მუშაობა. მაგალითად, ციტოკინებმა შეიძლება გამოიწვიოს სიმსივნური ნეკროზი - ანუ ანთებითი უჯრედების ზრდისა და სასიცოცხლო აქტივობის დათრგუნვა.

სატრანსპორტო ფუნქცია

ხსნადი პროტეინები, რომლებიც მონაწილეობენ მცირე მოლეკულების ტრანსპორტირებაში, ადვილად უნდა დაუკავშირდნენ სუბსტრატს, თუ ის მაღალი კონცენტრაციით არის და ასევე ადვილად უნდა გაათავისუფლონ ის, სადაც ის დაბალ კონცენტრაციაშია. სატრანსპორტო ცილების მაგალითია ჰემოგლობინი. ის გადააქვს ჟანგბადს ფილტვებიდან და მოაქვს მას დანარჩენ ქსოვილებში, ასევე გადააქვს ნახშირორჟანგი ქსოვილებიდან ფილტვებში. ჰემოგლობინის მსგავსი ცილები ნაპოვნია ცოცხალ ორგანიზმთა ყველა სამეფოში.

სათადარიგო (ან სარეზერვო) ფუნქცია

ამ ცილებს მიეკუთვნება კაზეინი, ოვალურბუმინი და სხვა. ეს სარეზერვო ცილები ინახება ცხოველის კვერცხებსა და მცენარეთა თესლებში, როგორც ენერგიის წყარო. ისინი ასრულებენ კვების ფუნქციებს. ბევრი ცილა გამოიყენება ჩვენს ორგანიზმში, როგორც ამინომჟავების წყარო.

ცილების რეცეპტორული ფუნქცია

პროტეინის რეცეპტორები შეიძლება განთავსდეს როგორც უჯრედის მემბრანაში, ასევე ციტოპლაზმაში. ცილის მოლეკულის ერთი ნაწილი იღებს სიგნალს (ნებისმიერი ბუნების: ქიმიური, მსუბუქი, თერმული, მექანიკური). რეცეპტორის ცილა განიცდის კონფორმაციულ ცვლილებებს სიგნალის გავლენის ქვეშ. ეს ცვლილებები გავლენას ახდენს მოლეკულის სხვა ნაწილზე, რომელიც პასუხისმგებელია სხვა უჯრედულ კომპონენტებზე სიგნალის გადაცემაზე. სასიგნალო მექანიზმები განსხვავდება ერთმანეთისგან.

ძრავის (ან ძრავის) ფუნქცია

საავტომობილო ცილები პასუხისმგებელნი არიან კუნთების მოძრაობისა და შეკუმშვის უზრუნველსაყოფად (სხეულის დონეზე) და ფლაგელას და წამწამების მოძრაობაზე, ნივთიერებების უჯრედშიდა ტრანსპორტირებაზე, ლეიკოციტების ამებოიდურ მოძრაობაზე (უჯრედულ დონეზე).

ცილები მეტაბოლიზმში

მცენარეებისა და მიკროორგანიზმების უმეტესობას შეუძლია 20 არსებითი ამინომჟავის, ასევე რამდენიმე დამატებითი ამინომჟავის სინთეზირება. მაგრამ თუ ისინი გარემოში არიან, მაშინ ორგანიზმი ამჯობინებს ენერგიის დაზოგვას და შიგნით ტრანსპორტირებას, ვიდრე მათ სინთეზს.

იმ ამინომჟავებს, რომლებსაც ორგანიზმი არ სინთეზირებს, არსებითი ეწოდება, ამიტომ ისინი ჩვენამდე მხოლოდ გარედან შეიძლება მოვიდეს.

ადამიანი იღებს ამინომჟავებს იმ ცილებისგან, რომლებიც შეიცავს საკვებს. კუჭის მჟავე წვენების და ფერმენტების ზემოქმედებით ცილები დენატურაციას განიცდის საჭმლის მონელების დროს. საჭმლის მომნელებელი პროცესის შედეგად მიღებული ამინომჟავების ნაწილი გამოიყენება საჭირო ცილების სინთეზისთვის, დანარჩენი კი გლუკონეოგენეზის დროს გარდაიქმნება გლუკოზად ან გამოიყენება კრებსის ციკლში (ეს არის მეტაბოლური დაშლის პროცესი).

ცილების, როგორც ენერგიის წყაროს გამოყენება განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია არახელსაყრელ პირობებში, როდესაც ორგანიზმი იყენებს შიდა "ხელშეუხებელ რეზერვს" - საკუთარ ცილებს. ამინომჟავები ასევე აზოტის მნიშვნელოვანი წყაროა ორგანიზმისთვის.

არ არსებობს ცილების ყოველდღიური მოთხოვნილების ერთიანი ნორმები. მიკროფლორა, რომელიც ბინადრობს მსხვილ ნაწლავში, ასევე ასინთეზირებს ამინომჟავებს და მათი გათვალისწინება შეუძლებელია ცილის ნორმების შედგენისას.

ცილების მარაგი ადამიანის ორგანიზმში მინიმალურია და ახალი ცილების სინთეზირება შესაძლებელია მხოლოდ სხეულის ქსოვილებიდან და ამინომჟავებისგან, რომლებიც მომდინარეობს დაშლილი ცილებისგან. იმ ნივთიერებებიდან, რომლებიც ცხიმებისა და ნახშირწყლების ნაწილია, ცილები არ სინთეზირდება.

ცილის დეფიციტი
რაციონში ცილოვანი ნივთიერებების ნაკლებობა იწვევს ბავშვებში ზრდისა და განვითარების ძლიერ შენელებას. მოზრდილებისთვის ცილის დეფიციტი საშიშია ღვიძლში ღრმა ცვლილებების გამოვლენის, ჰორმონალური დონის ცვლილების, ენდოკრინული ჯირკვლების ფუნქციონირების დაქვეითების, საკვები ნივთიერებების შეწოვის დაქვეითების, მეხსიერების და მუშაობის დაქვეითების და გულის პრობლემების გამო. ყველა ეს უარყოფითი ფენომენი განპირობებულია იმით, რომ ცილები მონაწილეობენ ადამიანის ორგანიზმის თითქმის ყველა პროცესში.

გასული საუკუნის 70-იან წლებში ფატალური შემთხვევები დაფიქსირდა ადამიანებში, რომლებიც დიდი ხნის განმავლობაში იცავდნენ დაბალკალორიულ დიეტას გამოხატული ცილის დეფიციტით. როგორც წესი, ამ შემთხვევაში სიკვდილის უშუალო მიზეზი გულის კუნთის შეუქცევადი ცვლილებები იყო.

ცილის დეფიციტი ამცირებს იმუნური სისტემის წინააღმდეგობას ინფექციების მიმართ, რადგან მცირდება ანტისხეულების წარმოქმნის დონე. ინტერფერონისა და ლიზოზიმის (დამცავი ფაქტორების) სინთეზის დარღვევა იწვევს ანთებითი პროცესების გამწვავებას. გარდა ამისა, ცილის დეფიციტს ხშირად თან ახლავს ვიტამინების ნაკლებობა, რაც თავის მხრივ ასევე იწვევს არასასურველ შედეგებს.

დეფიციტი გავლენას ახდენს ფერმენტების წარმოებაზე და მნიშვნელოვანი საკვები ნივთიერებების შეწოვაზე. არ უნდა დაგვავიწყდეს, რომ ჰორმონები ცილოვანი წარმონაქმნებია, ამიტომ ცილების ნაკლებობამ შეიძლება გამოიწვიოს მძიმე ჰორმონალური დარღვევები.

ფიზიკური ხასიათის ნებისმიერი აქტივობა ზიანს აყენებს კუნთოვან უჯრედებს და რაც უფრო დიდია დატვირთვა მით უფრო მეტად იტანჯება კუნთები. დაზიანებული კუნთოვანი უჯრედების აღსადგენად საჭიროა დიდი რაოდენობით მაღალი ხარისხის ცილა. პოპულარული რწმენის საწინააღმდეგოდ, ფიზიკური აქტივობა მხოლოდ მაშინ არის სასარგებლო, როცა ორგანიზმს საკვებით საკმარისი ცილა მიეწოდება. ინტენსიური ფიზიკური დატვირთვისას ცილების მიღებამ უნდა მიაღწიოს 1,5 - 2 გრამს კილოგრამ წონაზე.

ჭარბი ცილა

ორგანიზმში აზოტის ბალანსის შესანარჩუნებლად საჭიროა ცილის გარკვეული რაოდენობა. თუ დიეტაში ცოტა მეტი ცილაა, მაშინ ეს არ დააზარალებს ჯანმრთელობას. ამინომჟავების ჭარბი რაოდენობა ამ შემთხვევაში გამოიყენება უბრალოდ ენერგიის დამატებით წყაროდ.

მაგრამ თუ ადამიანი არ თამაშობს სპორტს და ამავდროულად მოიხმარს 1,75 გრამზე მეტ ცილას თითო კილოგრამ წონაზე, მაშინ ღვიძლში გროვდება ჭარბი ცილები, რომელიც გარდაიქმნება აზოტოვან ნაერთებად და გლუკოზაში. აზოტოვანი ნაერთი (შარდოვანა) ორგანიზმიდან თირკმელებით უპრობლემოდ უნდა გამოიდევნოს.

გარდა ამისა, ცილის ჭარბი რაოდენობით ხდება ორგანიზმის მჟავე რეაქცია, რაც იწვევს კალციუმის დაკარგვას სასმელის რეჟიმის ცვლილების გამო. გარდა ამისა, ცილებით მდიდარი ხორცის საკვები ხშირად შეიცავს პურინებს, რომელთა ნაწილი ნივთიერებათა ცვლის დროს სახსრებში დეპონირდება და იწვევს პოდაგრის განვითარებას. უნდა აღინიშნოს, რომ ჭარბ ცილასთან დაკავშირებული დარღვევები გაცილებით ნაკლებია ვიდრე ცილის დეფიციტთან დაკავშირებული დარღვევები.

დიეტაში საკმარისი რაოდენობის ცილის შეფასება ხდება აზოტის ბალანსის მდგომარეობის მიხედვით. ორგანიზმში მუდმივად მიმდინარეობს ახალი ცილების სინთეზი და ცილოვანი ცვლის საბოლოო პროდუქტების გამოყოფა. ცილების შემადგენლობაში შედის აზოტი, რომელსაც არ შეიცავს არც ცხიმები და არც ნახშირწყლები. ხოლო თუ ორგანიზმში აზოტი რეზერვშია დეპონირებული, ის ექსკლუზიურად ცილების შემადგენლობაშია. ცილის დაშლისას ის უნდა გამოირჩეოდეს შარდთან ერთად. იმისათვის, რომ ორგანიზმის ფუნქციონირება სასურველ დონეზე განხორციელდეს, საჭიროა ამოღებული აზოტის შევსება. აზოტის ბალანსი ნიშნავს, რომ მოხმარებული აზოტის რაოდენობა ემთხვევა ორგანიზმიდან გამოყოფილ რაოდენობას.

ცილოვანი კვება

დიეტური ცილების სარგებელი ფასდება ცილის მონელების კოეფიციენტით. ეს კოეფიციენტი ითვალისწინებს ქიმიურ მნიშვნელობას (ამინომჟავების შემადგენლობა) და ბიოლოგიურ მნიშვნელობას (ცილის მონელების პროცენტი). ცილის სრული წყაროა ის პროდუქტები, რომლებსაც აქვთ მონელების ფაქტორი 1.00.

მონელების კოეფიციენტი არის 1.00 შემდეგ საკვებში: კვერცხი, სოიოს ცილა, რძე. საქონლის ხორცი აჩვენებს კოეფიციენტს 0,92.

ეს პროდუქტები ცილის მაღალი ხარისხის წყაროა, მაგრამ უნდა გახსოვდეთ, რომ ისინი შეიცავს უამრავ ცხიმს, ამიტომ არასასურველია დიეტაში მათი სიხშირის ბოროტად გამოყენება. გარდა დიდი რაოდენობით ცილისა, ჭარბი რაოდენობით ცხიმიც შევა ორგანიზმში.

სასურველია მაღალი ცილოვანი საკვები: სოიოს ყველი, უცხიმო ყველი, უცხიმო ხბოს ხორცი, კვერცხის ცილა, უცხიმო ხაჭო, ახალი თევზი და ზღვის პროდუქტები, ცხვრის ხორცი, ქათამი, თეთრი ხორცი.
ნაკლებად სასურველი საკვებია: რძე და იოგურტები დამატებული შაქრით, წითელი ხორცი (სუფთა), მუქი ქათმის და ინდაურის ხორცი, უცხიმო ნაჭრები, ხელნაკეთი ხაჭო, დამუშავებული ხორცი ბეკონის სახით, სალამი, ლორი.

კვერცხის ცილა არის სუფთა ცილა ცხიმის გარეშე. უცხიმო ხორცი შეიცავს ცილისგან მიღებული კილოკალორიების დაახლოებით 50%-ს; სახამებლის შემცველ პროდუქტებში - 15%; უცხიმო რძეში - 40%; ბოსტნეულში - 30%.

ცილოვანი დიეტის არჩევისას მთავარი წესი ასეთია: მეტი ცილა კალორიულ ერთეულზე და ცილის მონელების მაღალი თანაფარდობა. უმჯობესია მიირთვათ დაბალი ცხიმიანი და ცილოვანი საკვები. კალორიული მონაცემების ნახვა შეგიძლიათ ნებისმიერი პროდუქტის შეფუთვაზე. განზოგადებული მონაცემები ცილებისა და ცხიმების შემცველობის შესახებ იმ პროდუქტებში, რომელთა კალორიული შემცველობა ძნელია გამოთვლა, შეგიძლიათ იხილოთ სპეციალურ ცხრილებში.

სითბოს დამუშავებული ცილები უფრო ადვილად ითვისება, რადგან ისინი ადვილად ხელმისაწვდომი ხდება საჭმლის მომნელებელი ტრაქტის ფერმენტების მოქმედებისთვის. თუმცა, სითბოს დამუშავებამ შეიძლება შეამციროს ცილის ბიოლოგიური ღირებულება იმის გამო, რომ ზოგიერთი ამინომჟავა განადგურებულია.

ცილების და ცხიმების შემცველობა ზოგიერთ საკვებში

პროდუქტები	ცილები, გრამი	ცხიმი, გრამი
ქათამი	20,8	8,9
Გული	15	3
მჭლე ღორის ხორცი	16,3	27,8
საქონლის ხორცი	18,9	12,3
ხბოს ხორცი	19,7	1,2
ექიმის მოხარშული ძეხვი	13,7	22,9
დიეტური მოხარშული ძეხვი	12,2	13,5
პოლოკი	15,8	0,7
ქაშაყი	17,7	19,6
ზუთხის ხიზილალა მარცვლოვანი	28,6	9,8
ხორბლის პური I კლასის ფქვილიდან	7,6	2,3
ჭვავის პური	4,5	0,8
ტკბილი ნამცხვრები	7,2	4,3

ძალიან სასარგებლოა სოიოს პროდუქტების მოხმარება: ტოფუ ყველი, რძე, ხორცი. სოია შეიცავს აბსოლუტურად ყველა საჭირო ამინომჟავას იმ თანაფარდობით, რომელიც აუცილებელია ორგანიზმის მოთხოვნილებების დასაკმაყოფილებლად. გარდა ამისა, ის კარგად შეიწოვება.
რძეში ნაპოვნი კაზეინი ასევე სრული ცილაა. მისი მონელების კოეფიციენტი არის 1,00. რძისა და სოიისგან იზოლირებული კაზეინის კომბინაცია შესაძლებელს ხდის შექმნას ჯანსაღი საკვები მაღალი ცილის შემცველობით, ხოლო ისინი არ შეიცავს ლაქტოზას, რაც საშუალებას აძლევს მათ მოიხმარონ ლაქტოზას შეუწყნარებლობის მქონე პირებმა. ასეთი პროდუქტების კიდევ ერთი პლუსია ის, რომ არ შეიცავს შრატს, რომელიც ალერგენების პოტენციური წყაროა.

ცილის მეტაბოლიზმი

ცილის ათვისებისთვის ორგანიზმს დიდი ენერგია სჭირდება. უპირველეს ყოვლისა, სხეულმა უნდა დაშალოს ცილის ამინომჟავის ჯაჭვი რამდენიმე მოკლე ჯაჭვად, ან თავად ამინომჟავებად. ეს პროცესი საკმაოდ ხანგრძლივია და მოითხოვს სხვადასხვა ფერმენტებს, რომლებიც სხეულმა უნდა შექმნას და გადაიტანოს საჭმლის მომნელებელ ტრაქტში. ცილოვანი ცვლის ნარჩენი პროდუქტები - აზოტოვანი ნაერთები - უნდა მოიხსნას ორგანიზმიდან.


ყველა ეს მოქმედება მთლიანობაში მოიხმარს ენერგიის მნიშვნელოვან რაოდენობას ცილოვანი საკვების შეწოვისთვის. ამიტომ, ცილოვანი საკვები ასტიმულირებს მეტაბოლიზმის დაჩქარებას და ენერგიის ხარჯების ზრდას შიდა პროცესებისთვის.

სხეულს შეუძლია დახარჯოს დიეტის მთლიანი კალორიული შემცველობის დაახლოებით 15% საკვების ათვისებაზე.
ცილის მაღალი შემცველობის მქონე საკვები ნივთიერებათა ცვლის პროცესში ხელს უწყობს სითბოს გამომუშავების გაზრდას. სხეულის ტემპერატურა ოდნავ იზრდება, რაც იწვევს ენერგიის დამატებით მოხმარებას თერმოგენეზის პროცესისთვის.

ცილები ყოველთვის არ გამოიყენება როგორც ენერგეტიკული ნივთიერება. ეს გამოწვეულია იმით, რომ მათი, როგორც ენერგიის წყაროს ორგანიზმისთვის გამოყენება შეიძლება წამგებიანი იყოს, რადგან გარკვეული რაოდენობის ცხიმებისა და ნახშირწყლებისგან შეგიძლიათ მიიღოთ ბევრად მეტი კალორია და ბევრად უფრო ეფექტურად, ვიდრე მსგავსი რაოდენობის ცილისგან. გარდა ამისა, ორგანიზმში ცილების სიჭარბე იშვიათად არის და თუ არის, მაშინ ჭარბი ცილების უმეტესობა პლასტიკური ფუნქციების შესასრულებლად მიდის.

იმ შემთხვევაში, თუ დიეტას აკლია ენერგიის წყაროები ცხიმებისა და ნახშირწყლების სახით, ორგანიზმს მიჰყავთ დაგროვილი ცხიმების გამოყენება.

დიეტაში პროტეინის საკმარისი რაოდენობა ხელს უწყობს ნელი მეტაბოლიზმის გააქტიურებას და ნორმალიზებას იმ ადამიანებში, რომლებიც სიმსუქნეა, ასევე საშუალებას გაძლევთ შეინარჩუნოთ კუნთების მასა.

თუ არ არის საკმარისი ცილა, სხეული გადადის კუნთების ცილების გამოყენებაზე. ეს იმიტომ ხდება, რომ კუნთები არც თუ ისე მნიშვნელოვანია სხეულის შესანარჩუნებლად. კალორიების უმეტესი ნაწილი იწვება კუნთების ბოჭკოებში, ხოლო კუნთების მასის შემცირება ამცირებს ორგანიზმის ენერგეტიკულ ხარჯებს.

ძალიან ხშირად, ადამიანები, რომლებიც იცავენ სხვადასხვა დიეტას წონის დაკლებისთვის, ირჩევენ დიეტას, რომელშიც ძალიან ცოტა ცილა შედის ორგანიზმში საკვებით. როგორც წესი, ეს არის ბოსტნეულის ან ხილის დიეტა. ზიანის გარდა, ასეთი დიეტა არაფერს მოიტანს. ცილების ნაკლებობის მქონე ორგანოებისა და სისტემების ფუნქციონირება დათრგუნულია, რაც იწვევს სხვადასხვა დარღვევებსა და დაავადებებს. თითოეული დიეტა უნდა განიხილებოდეს ორგანიზმის პროტეინის მოთხოვნილების თვალსაზრისით.

პროცესები, როგორიცაა ცილების შეწოვა და მათი გამოყენება ენერგეტიკულ საჭიროებებში, ისევე როგორც ცილის მეტაბოლიზმის პროდუქტების გამოყოფა, მოითხოვს მეტ სითხეს. იმისთვის, რომ დეჰიდრატაცია არ მიიღოთ, დღეში დაახლოებით 2 ლიტრი წყალი უნდა მიიღოთ.

ცილები და მათი ფუნქციები.

ჩვენ შევისწავლით ძირითად ნივთიერებებს, რომლებიც ქმნიან ჩვენს ორგანიზმებს. ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი არის ცილები.

ციყვები(ცილები, პოლიპეპტიდები) - ნახშირბადის ნივთიერებები, რომლებიც შედგება ჯაჭვისგან ამინომჟავების. ისინი ყველა უჯრედის განუყოფელი ნაწილია.

Ამინომჟავების- ნახშირბადის ნაერთები, რომელთა მოლეკულები ერთდროულად შეიცავს კარბოქსილის (-COOH) და ამინის (NH2) ჯგუფებს.

ნაერთს, რომელიც შედგება დიდი რაოდენობით ამინომჟავებისგან, ეწოდება - პოლიპეპტიდი. თითოეული ცილა თავისი ქიმიური სტრუქტურით არის პოლიპეპტიდი. ზოგიერთი ცილა შედგება რამდენიმე პოლიპეპტიდური ჯაჭვისგან. ცილების უმეტესობა შეიცავს საშუალოდ 300-500 ამინომჟავის ნარჩენს. ცნობილია რამდენიმე ძალიან მოკლე ბუნებრივი ცილა, 3-8 ამინომჟავის სიგრძისა და ძალიან გრძელი ბიოპოლიმერები, 1500-ზე მეტი ამინომჟავის სიგრძით.

ცილების თვისებები განსაზღვრავს მათ ამინომჟავას შემადგენლობას, მკაცრად ფიქსირებული თანმიმდევრობით, ხოლო ამინომჟავის შემადგენლობა, თავის მხრივ, განისაზღვრება გენეტიკური კოდით. ცილების შექმნისას გამოიყენება 20 სტანდარტული ამინომჟავა.

ცილების სტრუქტურა.

არსებობს რამდენიმე დონე:

- პირველადი სტრუქტურა -განისაზღვრება პოლიპეპტიდურ ჯაჭვში ამინომჟავების მონაცვლეობის თანმიმდევრობით.

ოცი სხვადასხვა ამინომჟავა შეიძლება შევადაროთ ქიმიური ანბანის 20 ასოს, რომლებიც ქმნიან 300-500 ასო სიგრძის „სიტყვებს“. 20 ასოებით შეგიძლიათ დაწეროთ ასეთი გრძელი სიტყვების შეუზღუდავი რაოდენობა. თუ გავითვალისწინებთ, რომ სიტყვაში ერთი ასოს მაინც ჩანაცვლება ან გადაწყობა ახალ მნიშვნელობას ანიჭებს, მაშინ 500 ასო სიგრძის სიტყვაში კომბინაციების რაოდენობა იქნება 20500.

ცნობილია, რომ ცილის მოლეკულაში თუნდაც ერთი ამინომჟავის ერთეულის მეორით ჩანაცვლება ცვლის მის თვისებებს. თითოეული უჯრედი შეიცავს რამდენიმე ათას სხვადასხვა ტიპის ცილის მოლეკულას და თითოეულ მათგანს ახასიათებს ამინომჟავების მკაცრად განსაზღვრული თანმიმდევრობა. ეს არის ამინომჟავების მონაცვლეობის რიგი მოცემულ ცილის მოლეკულაში, რომელიც განსაზღვრავს მის განსაკუთრებულ ფიზიკურ-ქიმიურ და ბიოლოგიურ თვისებებს. მკვლევარებს შეუძლიათ ამინომჟავების თანმიმდევრობის გაშიფვრა გრძელ ცილის მოლეკულებში და ასეთი მოლეკულების სინთეზირება.

- მეორადი სტრუქტურა- ცილის მოლეკულები სპირალის სახით, მოხვევებს შორის თანაბარი მანძილით.

წყალბადის ბმები წარმოიქმნება N-H და C=O ჯგუფებს შორის, რომლებიც განლაგებულია მეზობელ ბრუნებზე. ისინი ბევრჯერ მეორდება, დაამაგრეთ სპირალის რეგულარული მოხვევები.

- მესამეული სტრუქტურა- სპირალური ხვეულის ფორმირება.

ეს შეხლა-შემოხლა წარმოიქმნება ცილოვანი ჯაჭვის მონაკვეთების რეგულარული შერევით. დადებითად და უარყოფითად დამუხტული ამინომჟავების ჯგუფები იზიდავს და აერთიანებს ცილის ჯაჭვის ფართოდ დაშორებულ ნაწილებსაც კი. ცილის მოლეკულის სხვა ნაწილებიც, რომლებიც ატარებენ, მაგალითად, „წყალმომგვრელ“ (ჰიდროფობიურ) რადიკალებს, ასევე უახლოვდებიან ერთმანეთს.

პროტეინის თითოეულ ტიპს ახასიათებს ბურთის საკუთარი ფორმა მოხვევებითა და მარყუჟებით. მესამეული სტრუქტურა დამოკიდებულია პირველად სტრუქტურაზე, ანუ ჯაჭვში ამინომჟავების რიგითობაზე.
- მეოთხეული სტრუქტურა- შეკრების ცილა, რომელიც შედგება რამდენიმე ჯაჭვისგან, რომლებიც განსხვავდება პირველადი სტრუქტურით.
ერთად შერწყმით ისინი ქმნიან კომპლექსურ ცილას, რომელსაც აქვს არა მხოლოდ მესამეული, არამედ მეოთხეული სტრუქტურა.

ცილის დენატურაცია.

მაიონებელი გამოსხივების, მაღალი ტემპერატურის, ძლიერი აგიტაციის, pH-ის უკიდურესი მნიშვნელობების (წყალბადის იონების კონცენტრაცია), აგრეთვე რიგი ორგანული გამხსნელების გავლენის ქვეშ, როგორიცაა ალკოჰოლი ან აცეტონი, ცილები ცვლის ბუნებრივ მდგომარეობას. ცილის ბუნებრივი სტრუქტურის დარღვევას ე.წ დენატურაცია.ცილების აბსოლუტური უმრავლესობა კარგავს ბიოლოგიურ აქტივობას, თუმცა მათი პირველადი სტრუქტურა არ იცვლება დენატურაციის შემდეგ. ფაქტია, რომ დენატურაციის პროცესში ირღვევა მეორადი, მესამეული და მეოთხეული სტრუქტურები, ამინომჟავების ნარჩენებს შორის სუსტი ურთიერთქმედების გამო და კოვალენტური პეპტიდური ბმები (ელექტრონების გაერთიანებით) არ იშლება. შეუქცევადი დენატურაცია შეიძლება შეინიშნოს თხევადი და გამჭვირვალე ქათმის კვერცხის ცილის გაცხელებისას: ის ხდება მკვრივი და გაუმჭვირვალე. დენატურაცია ასევე შეიძლება იყოს შექცევადი. დენატურირებადი ფაქტორის აღმოფხვრის შემდეგ, ბევრ ცილას შეუძლია დაუბრუნდეს თავის ბუნებრივ ფორმას, ე.ი. რენატურა.

ცილების უნარი შექცევადად შეცვალონ სივრცითი სტრუქტურა ფიზიკური ან ქიმიური ფაქტორების მოქმედების საპასუხოდ, საფუძვლად უდევს გაღიზიანებას, ყველა ცოცხალი არსების ყველაზე მნიშვნელოვან თვისებას.

ცილის ფუნქციები.

კატალიზური.

ასობით ბიოქიმიური რეაქცია მუდმივად მიმდინარეობს ყველა ცოცხალ უჯრედში. ამ რეაქციების დროს ხდება გარედან მომდინარე საკვები ნივთიერებების გაყოფა და დაჟანგვა. დაჟანგვის შედეგად მიღებული საკვები ნივთიერებების ენერგია და მათი დაშლის პროდუქტები გამოიყენება უჯრედის მიერ მისთვის საჭირო სხვადასხვა ორგანული ნაერთების სინთეზისთვის. ასეთი რეაქციების სწრაფ წარმოქმნას უზრუნველყოფენ ბიოლოგიური კატალიზატორები, ანუ რეაქციის ამაჩქარებლები – ფერმენტები. ცნობილია ათასზე მეტი სხვადასხვა ფერმენტი. ისინი ყველა თეთრია.
ფერმენტული ცილები - აჩქარებს რეაქციებს ორგანიზმში. ფერმენტები მონაწილეობენ რთული მოლეკულების დაშლაში (კატაბოლიზმი) და მათ სინთეზში (ანაბოლიზმი), ასევე დნმ-ისა და რნმ-ის შაბლონის სინთეზის შექმნაში და შეკეთებაში.

სტრუქტურული.

ციტოჩონჩხის სტრუქტურული ცილები, როგორც ერთგვარი არმატურა, ფორმას ანიჭებს უჯრედებს და ბევრ ორგანელას და მონაწილეობს უჯრედების ფორმის შეცვლაში. კოლაგენი და ელასტინი შემაერთებელი ქსოვილის უჯრედშორისი ნივთიერების ძირითადი კომპონენტებია (მაგალითად, ხრტილი), ხოლო თმა, ფრჩხილები, ფრინველის ბუმბული და ზოგიერთი ჭურვი შედგება სხვა სტრუქტურული ცილისგან, კერატინისაგან.

დამცავი.

1. ფიზიკური დაცვა.(მაგალითად: კოლაგენი არის ცილა, რომელიც ქმნის შემაერთებელი ქსოვილების უჯრედშორისი ნივთიერების საფუძველს)

1. ქიმიური დაცვა.ტოქსინების შეერთება ცილის მოლეკულებთან უზრუნველყოფს მათ დეტოქსიკაციას. (მაგალითად: ღვიძლის ფერმენტები, რომლებიც შხამს შხამს ან გარდაქმნის მათ ხსნად ფორმაში, რაც ხელს უწყობს მათ სწრაფ გამოდევნას ორგანიზმიდან)

1. იმუნური დაცვა.როდესაც ბაქტერიები ან ვირუსები ხვდებიან ცხოველებისა და ადამიანების სისხლში, ორგანიზმი რეაგირებს სპეციალური დამცავი ცილების - ანტისხეულების წარმოქმნით. ეს ცილები უკავშირდებიან ორგანიზმისთვის უცხო პათოგენების ცილებს, რაც თრგუნავს მათ სასიცოცხლო აქტივობას. თითოეული უცხო ცილისთვის ორგანიზმი გამოიმუშავებს სპეციალურ „ანტიცილებს“ – ანტისხეულებს.

მარეგულირებელი.

ჰორმონები სისხლში გადადის. ცხოველური ჰორმონების უმეტესობა ცილები ან პეპტიდებია. ჰორმონის რეცეპტორთან შეერთება არის სიგნალი, რომელიც იწვევს უჯრედში რეაგირებას. ჰორმონები არეგულირებენ სისხლში და უჯრედებში ნივთიერებების კონცენტრაციას, ზრდას, რეპროდუქციას და სხვა პროცესებს. ასეთი ცილების მაგალითია ინსულინირომელიც არეგულირებს სისხლში გლუკოზის კონცენტრაციას.

უჯრედები ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან სასიგნალო ცილების გამოყენებით, რომლებიც გადაცემულია უჯრედშორისი ნივთიერებით. ასეთ ცილებს მიეკუთვნება, მაგალითად, ციტოკინები და ზრდის ფაქტორები.

ციტოკინები- მცირე პეპტიდური ინფორმაციის მოლეკულები. ისინი არეგულირებენ უჯრედებს შორის ურთიერთქმედებას, განსაზღვრავენ მათ გადარჩენას, ასტიმულირებენ ან თრგუნავენ ზრდას, დიფერენციაციას, ფუნქციურ აქტივობას და უჯრედების დაპროგრამებულ სიკვდილს, უზრუნველყოფენ იმუნური, ენდოკრინული და ნერვული სისტემების მოქმედებების კოორდინაციას.

ტრანსპორტი.

მხოლოდ ცილები ატარებენ ნივთიერებებს სისხლში, მაგალითად, ლიპოპროტეინები(ცხიმის გადატანა) ჰემოგლობინი(ჟანგბადის ტრანსპორტი), ტრანსფერინი(რკინის ტრანსპორტი) ან მემბრანებით - Na +, K + -ATPase(ნატრიუმის და კალიუმის იონების საპირისპირო ტრანსმემბრანული ტრანსპორტი), Ca2+-ATPase(კალციუმის იონების ამოტუმბვა უჯრედიდან).

რეცეპტორი.

პროტეინის რეცეპტორები შეიძლება განთავსდეს ციტოპლაზმაში ან ინტეგრირებული იყოს უჯრედის მემბრანაში. რეცეპტორის მოლეკულის ერთი ნაწილი იღებს სიგნალს, ყველაზე ხშირად ქიმიურ ნივთიერებას და ზოგ შემთხვევაში მსუბუქ, მექანიკურ მოქმედებას (მაგალითად, გაჭიმვა) და სხვა სტიმულს.

მშენებლობა.

ევოლუციის პროცესში მყოფმა ცხოველებმა დაკარგეს ათი განსაკუთრებით რთული ამინომჟავის სინთეზის უნარი, რომელსაც არსებითი ეწოდება. ისინი მზად არიან მცენარეული და ცხოველური საკვებით. ასეთი ამინომჟავები გვხვდება რძის პროდუქტების ცილებში (რძე, ყველი, ხაჭო), კვერცხში, თევზში, ხორცში, ასევე სოიოში, ლობიოში და ზოგიერთ სხვა მცენარეში. საჭმლის მომნელებელ ტრაქტში ცილები იშლება ამინომჟავებად, რომლებიც შეიწოვება სისხლში და შედის უჯრედებში. უჯრედებში მზა ამინომჟავებისგან შენდება საკუთარი ცილები, რომლებიც დამახასიათებელია მოცემული ორგანიზმისთვის. ცილები ყველა უჯრედული სტრუქტურის აუცილებელი კომპონენტია და ეს არის მათი მნიშვნელოვანი სამშენებლო როლი.

ენერგია.

ცილები შეიძლება იყოს ენერგიის წყარო უჯრედისთვის. ნახშირწყლების ან ცხიმების ნაკლებობით, ამინომჟავის მოლეკულები იჟანგება. ამ პროცესში გამოთავისუფლებული ენერგია გამოიყენება სხეულის სასიცოცხლო პროცესების მხარდასაჭერად. ხანგრძლივი მარხვის დროს გამოიყენება კუნთების, ლიმფური ორგანოების, ეპითელური ქსოვილების და ღვიძლის ცილები.

ძრავა (ძრავა).

საავტომობილო ცილების მთელი კლასი უზრუნველყოფს სხეულის მოძრაობებს, მაგალითად, კუნთების შეკუმშვას, მათ შორის კუნთში მიოზინის ხიდების მოძრაობას, სხეულში უჯრედების მოძრაობას (მაგალითად, ლეიკოციტების ამებოიდური მოძრაობა).

სინამდვილეში, ეს არის ცილების ფუნქციების ძალიან მოკლე აღწერა, რომელსაც შეუძლია მხოლოდ ნათლად წარმოაჩინოს მათი ფუნქციები და მნიშვნელობა ორგანიზმში.

პატარა ვიდეო ცილების შესახებ გასაგებად: