5.15: Виробництво білка

Last updated
Save as PDF

Page ID: 8296

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Білки є однією з найпоширеніших органічних молекул в живих системах і мають неймовірно різноманітний спектр функцій. Білки використовуються для:

Побудувати структури всередині клітини (наприклад, цитоскелет)
Регулювати вироблення інших білків, контролюючи синтез білка
Просуньте вздовж цитоскелета, щоб викликати скорочення м'язів
Транспортування молекул через клітинну мембрану
Прискорити хімічні реакції (ферменти)
Діють як токсини

Кожна клітина живої системи може містити тисячі різних білків, кожен з яких має унікальну функцію. Їх структури, як і їх функції, сильно різняться. Всі вони є, однак, полімерами амінокислот, розташованими в лінійній послідовності (рис.\(\PageIndex{1}\)).

Функції білків дуже різноманітні, оскільки вони складаються з 20 різних хімічно відмінних амінокислот, які утворюють довгі ланцюги, і амінокислоти можуть бути в будь-якому порядку. Функція білка залежить від форми білка. Форма білка визначається порядком амінокислот. Білки часто сотні амінокислот довго, і вони можуть мати дуже складні форми, тому що існує так багато різних можливих замовлень для 20 амінокислот!

Діаграма показує рівні структури білка. — **Малюнок\(\PageIndex{1}\):** Будова білка. Кольорові кульки у верхній частині цієї діаграми представляють різні амінокислоти. Амінокислоти - це субодиниці, які з'єднуються між собою рибосомою з утворенням білка. Потім цей ланцюжок амінокислот складається, утворюючи складну тривимірну структуру. (Кредит: Леді капелюхів з Вікіпедії; суспільне надбання)

На відміну від того, що ви можете вірити, білки зазвичай не використовуються клітинами як джерело енергії. Білок з вашого раціону розбивається на окремі амінокислоти, які збираються вашими рибосомами в білки, які потрібні вашим клітинам. Рибосоми не виробляють енергії.

продукти, що містять білки — **Малюнок\(\PageIndex{2}\):** Приклади продуктів, які містять високий рівень білка. («Білок» Національного інституту раку знаходиться у відкритому доступі)

Інформація для отримання білка закодована в ДНК клітини. Коли виробляється білок, робиться копія ДНК (називається мРНК), і ця копія транспортується в рибосому. Рибосоми зчитують інформацію в мРНК і використовують цю інформацію, щоб зібрати амінокислоти в білок. Якщо білок буде використовуватися в цитоплазмі клітини, рибосома, що створює білок, буде вільно плавати в цитоплазмі. Якщо білок буде націлений на лізосому, стати компонентом плазматичної мембрани або виділятися поза клітиною, білок буде синтезований рибосомою, розташованою на шорсткому ендоплазматичному ретикулумі (RER). Після синтезу білок буде переноситися в везикулі від RER до цис-обличчя Гольджі (сторона, звернена до внутрішньої сторони клітини). Оскільки білок рухається через Гольджі, його можна модифікувати. Після завершення остаточного модифікованого білка він виходить із Гольджі у везикулі, яка нирки з транс-обличчя. Звідти бульбашка може бути націлена на лізосому або націлена на плазмову мембрану. Якщо бульбашка зливається з плазматичною мембраною, білок стане частиною мембрани або викинеться з клітини.

діаграма еукаріотичної клітини з маркуванням органел — **Малюнок\(\PageIndex{3}\):** Діаграма еукаріотичної клітини. (Фото: Медіран, Вікімедіа. 14 серпня 2002 р.)

Інсулін

Інсулін - це білковий гормон, який виробляється специфічними клітинами всередині підшлункової залози, званими бета-клітинами. Коли бета-клітини відчувають, що рівень глюкози (цукру) в крові високий, вони виробляють білок інсуліну і виділяють його поза клітинами в кров. Інсулін сигналізує клітинам про поглинання цукру з крові. Клітини не можуть засвоювати цукор без інсуліну. Інсуліновий білок спочатку виробляється у вигляді незрілої, неактивної ланцюжка амінокислот (препроінсулін — див. Рис.\(\PageIndex{4}\)). Він містить сигнальну послідовність, яка націлює незрілий білок на шорстку ендоплазматичну сітку, де він складається в правильну форму. Потім послідовність націлювання відрізається від амінокислотного ланцюга з утворенням проінсуліну. Цей обрізаний, складений білок потім відправляється до Гольджі всередині везикули. У Гольджі більше амінокислот (ланцюг С) обрізається від білка, щоб виробляти остаточний зрілий інсулін. Зрілий інсулін зберігається всередині спеціальних бульбашок до отримання сигналу для його викиду в кров.

Запит\(\PageIndex{1}\)

Activity

Посилання

Якщо не зазначено інше, зображення на цій сторінці ліцензуються відповідно до CC-BY 4.0 OpenStax.

Текст адаптований з: OpenStax, Концепції біології. OpenStax CNX. Травень 18, 2016 http://cnx.org/contents/b3c1e1d2-839...9a8aafbdd@9.10