ცილის როლი ადამიანის სხეულში

ცილების უზარმაზარი მნიშვნელობა აქვს სხეულისთვის, მათი ფუნქციების გათვალისწინებით.

ცილების წარმოდგენილი ძირითადი ფუნქციები ასახავს ნივთიერებების ამ კლასის მნიშვნელობას ადამიანის ნორმალური სიცოცხლის უზრუნველსაყოფად.

XIX საუკუნეში მეცნიერებმა განაცხადეს:

• ცილის სხეულები უნიკალურია, არის სიცოცხლის არსი,
• საჭიროა მუდმივი მეტაბოლიზმი ცოცხალ ნივთებსა და გარემოს შორის.

ეს დებულებები დღემდე უცვლელი რჩება.

ცილების ძირითადი შემადგენლობა

მარტივი ცილის უზარმაზარი მოლეკულური ერთეული, რომელსაც პროტეინი ეწოდება, წარმოიქმნება ქიმიურად დაკავშირებულ პატარა ბლოკებთან - ამინომჟავებთან, იდენტური და განსხვავებული ფრაგმენტებით. ასეთ სტრუქტურულ კომპოზიციებს ჰეტეროპოლიმერები ეწოდება. ამინომჟავების კლასის მხოლოდ 20 წარმომადგენელი ყოველთვის გვხვდება ბუნებრივ ცილებში. ცილების ძირითადი შემადგენლობა ხასიათდება ნახშირბადის - C, აზოტის - N, წყალბადის - H, ჟანგბადის - O. გოგირდის - S- ის სავალდებულო ყოფნით, ხშირად გვხვდება. შესაბამისად, ფოსფორი - P, სპილენძი - Cu, რკინა - Fe, იოდი - I, სელენი - Se შეიძლება იყოს მათ შემადგენლობაში.

ბუნებრივი ცილების ამინოკარბოქსილის მჟავები კლასიფიცირდება ქიმიური სტრუქტურისა და ბიოლოგიური მნიშვნელობის მიხედვით. ქიმიკატების კლასიფიკაცია მნიშვნელოვანია ქიმიკოსებისთვის, ბიოლოგიური - ყველასთვის.

ადამიანის სხეულში ყოველთვის გარდაიქმნება გარდაქმნების ორი ნაკადი:

• საკვები პროდუქტების რღვევა, დაჟანგვა, განკარგვა,
• ახალი არსებითი ნივთიერებების ბიოლოგიური სინთეზი.

12 ამინომჟავა, რომლებიც ყოველთვის გვხვდება ბუნებრივ ცილებში, შეიძლება შეიქმნას ადამიანის სხეულის ბიოლოგიური სინთეზით. მათ ურთიერთშეცვლას უწოდებენ.

8 ამინომჟავა არასდროს ხდება სინთეზირება ადამიანში. ისინი შეუცვლელია, უნდა მიეცეს რეგულარულად საკვები.

არსებითი ამინკარბოქსილის მჟავების არსებობის მიხედვით, ცილები იყოფა ორ კლასად.

• სრულ ცილებს აქვთ ადამიანის სხეულის ყველა საჭირო ამინომჟავა. აუცილებელი ამინომჟავების საჭირო ნაკრები შეიცავს ხაჭოს, რძის პროდუქტების, ფრინველის, პირუტყვის ხორცის, ზღვის და მტკნარი წყლის თევზის, კვერცხის ცილებს.

• დეფიციტური ცილების დროს შეიძლება ერთი ან მეტი მნიშვნელოვანი მჟავა მოკლებული იყოს. ეს მოიცავს მცენარეთა ცილებს.

საკვების ცილების ხარისხის შესაფასებლად, სამედიცინო მსოფლიო საზოგადოება ადარებს მათ "იდეალურ" ცილას, რომელიც მკაცრად ამოწმებს აუცილებელ და აუცილებელ ამინომჟავების პროპორციებს. ბუნებაში, "იდეალური" ცილა არ არსებობს. ისევე ახლოსაა მისთვის, როგორც ცხოველური ცილები. მცენარეული ცილები ხშირად არ არის საკმარისი ერთი ან მეტი ამინომჟავების ნორმატიული კონცენტრაციისთვის. თუ დაემატა დაკარგული ნივთიერება, ცილა სრულყოფილი გახდება.

მცენარეული და ცხოველური წარმოშობის ცილის ძირითადი წყაროები

საშინაო სამეცნიერო საზოგადოებაში, რომელიც დაკავებულია სურსათის ქიმიის ყოვლისმომცველი შესწავლით, გამოირჩევა პროფესორთა ჯგუფი A.P. ნეჩაევი, მისი კოლეგები და სტუდენტები. გუნდმა განსაზღვრა ცილის შემცველობა რუსეთის ბაზარზე არსებულ მთავარ საკვებ პროდუქტებში.

• მნიშვნელოვანია! გამოვლენილი მოღვაწეები ინფორმაციას ცილის შემცველობაზე პროდუქტის 100 გრ, განთავისუფლებულია საკვები ნივთიერებებისგან.

• ცილების ყველაზე დიდი რაოდენობა გვხვდება სოიოს, გოგრის თესლში და არაქისში (34.9 - 26.3 გრ).
• 20-დან 30 გრამამდე ფასეულობებში გვხვდება ბარდა, ლობიო, ფისტა და მზესუმზირის თესლი.
• ნუში, ძეწო, თხილი ხასიათდება 15-დან 20 გრ-მდე რიცხვებით.
• ნიგოზი, მაკარონი, მარცვლეულის უმეტესობა (ბრინჯის, სიმინდის გარდა) 100 გრამ პროდუქტზე შეიცავს 10-დან 15 გრამი ცილას.
• ბრინჯი, სიმინდის ხახვი, პური, ნიორი, გამხმარი გარგარი დაეცემა 5-დან 10 გრამდე.
• 100 გრამ კომბოსტოს, სოკოში, კარტოფილში, ქინძისთავში, ჭარხლის ზოგიერთ სახეობაში, ცილის შემცველობა 2-დან 5 გრამამდეა.
• ქიშმიშის, რადიშების, სტაფილოების, ტკბილი წიწაკის ცილები ცოტა აქვთ, მათი მაჩვენებლები არ აღემატება 2 გრამს.

თუ თქვენ ვერ იპოვნეთ მცენარეული ობიექტი აქ, მაშინ მასში ცილის კონცენტრაცია ძალიან დაბალია ან ის საერთოდ არ არის. მაგალითად, ხილის წვენებში ძალიან ცოტა ცილაა, ნატურალურ მცენარეულ ზეთებში - საერთოდ არ.

• ცილის მაქსიმალური კონცენტრაცია დაფიქსირდა თევზის ღვინოს, მძიმე და დამუშავებულ ყველით და კურდღლის ხორცში (21.1-დან 28.9 გ-მდე).
• დიდი რაოდენობით პროდუქტი შეიცავს 15-დან 10 გრამამდე ცილას. ეს არის ფრინველი, ზღვის თევზი (კაპელინის გარდა), პირუტყვის ხორცი, shrimp, squid, ხაჭო, ფეტა ყველი, მტკნარი წყლის თევზი.
• კაპელინი, ქათმის კვერცხი, ღორის ხორცი შეიცავს 12,7-დან 15 გრამ ცილას 100 გრამ პროდუქტზე.
• იოგურტი, ხაჭო ყველის დამახასიათებელია 5 - 7.1 გრ.
• რძე, კეფირი, ფერმენტირებული გამომცხვარი რძე, არაჟანი, ნაღები შეიცავს 2.8-დან 3 გრამ ცილას.

საინტერესო არ არის მცენარეული და ცხოველური წარმოშობის ცილების ძირითადი წყაროების შესახებ იმ პროდუქტებში, რომლებმაც გაიარეს მრავალსაფეხურიანი ტექნოლოგიური დამუშავება (ღილაკი, ძეხვეული, ლორი, ძეხვი). მათი მიღება არ არის რეკომენდებული რეგულარული ჯანსაღი კვებისათვის. ასეთი პროდუქტების მოკლევადიანი გამოყენება არ არის მნიშვნელოვანი.

ცილის როლი კვებაში

ორგანიზმში მეტაბოლური პროცესების შედეგად, მუდმივად წარმოიქმნება ახალი ცილის მოლეკულები, ძველების ნაცვლად. სინთეზის სიჩქარე სხვადასხვა ორგანოებში არ არის იგივე. ჰორმონის ცილები, მაგალითად, ინსულინი, აღდგება (რეზისტენცირდება) ძალიან სწრაფად, საათებში, წუთებში. ღვიძლის, ნაწლავის ლორწოვანი გარსების ცილების რეგენერაცია ხდება 10 დღეში. ტვინის, კუნთების, შემაერთებელი ქსოვილის პროტეინის მოლეკულები აღდგება ყველაზე გრძელი, აღდგენითი სინთეზის (რეზისტენცია) შეიძლება გაგრძელდეს ექვს თვემდე.

გამოყენებისა და სინთეზის პროცესი ხასიათდება აზოტის ბალანსით.

• ფორმირებულ ადამიანში, რომელსაც აქვს სრული ჯანმრთელობა, აზოტის ბალანსი ნულის ტოლია. ამ შემთხვევაში, აზოტის მთლიანი მასა, რომელსაც პროტეინები მიეწოდება კვების დროს, ტოლია მასისგან, რომელიც გამოიყოფა პროდუქტებით.
• ახალგაზრდა ორგანიზმები სწრაფად ვითარდებიან. აზოტის ბალანსი დადებითია. ბევრი ცილაა, ნაკლებად გამოიყოფა.
• ასაკოვან, ავადმყოფებში, აზოტის ბალანსი უარყოფითია. მეტაბოლური პროდუქტებით გამოთავისუფლებული აზოტის მასა უფრო მეტია, ვიდრე მიღებული საკვების მიღებასთან.

ცილის როლი კვების რაციონში მდგომარეობს იმაში, რომ ადამიანს მიაწოდოს ამინომჟავების კომპონენტების საჭირო რაოდენობა ორგანიზმის ბიოქიმიურ პროცესებში მონაწილეობისთვის.

ნორმალური მეტაბოლიზმის უზრუნველსაყოფად, აუცილებელია იცოდეთ, რამდენი ცილა სჭირდება ადამიანს დღეში.

ადგილობრივი და ამერიკელი ფიზიოლოგები გირჩევენ 0.8 - 1 გრ ცილის ჭამა ადამიანის 1 კგ წონაზე. ციფრები საკმაოდ საშუალოვანია. თანხა დამოკიდებულია პირის ასაკზე, სამუშაოს ბუნებაზე, ცხოვრების წესზე. საშუალოდ, ისინი გირჩევენ დღეში 60 გრამიდან 100 გრამ ცილათ მოხმარებას. ფიზიკური დატვირთვით დაკავებული მამაკაცებისთვის ნორმა შეიძლება გაიზარდოს დღეში 120 გრამამდე. მათთვის, ვისაც ოპერაცია ჩაუტარდა, ინფექციური დაავადებები, ნორმა ასევე იზრდება 140 გრამ დღეში. დიაბეტით დაავადებულებისთვის რეკომენდებულია დიეტა, ცილოვანი პროდუქტების მაღალი შემცველობით, რომელთა მიღება შეიძლება დღეში 140 გ-მდე. მეტაბოლური აშლილობის მქონე პირები, მიდრეკილება აქვთ gout, უნდა მოიხმარენ მნიშვნელოვნად ნაკლებ ცილებს. მათთვის ნორმაა 20 - 40 გრამი დღეში.

აქტიურ სპორტში მონაწილე ადამიანებისთვის, რომლებიც ზრდის კუნთების მასას, ნორმა მნიშვნელოვნად მატულობს, შეიძლება მიაღწიოს 1.6-1.8 გრამს 1 კგ სპორტსმენის წონაზე.

• მნიშვნელოვანია! ტრენერისთვის მიზანშეწონილია განმარტოს კითხვაზე პასუხი - რამდენი ცილა უნდა იქნას მოხმარებული დღეში ვარჯიშის დროს. პროფესიონალებს აქვთ ინფორმაცია ენერგეტიკული ხარჯების შესახებ ყველა სახის ვარჯიშის შესახებ, სპორტსმენის სხეულის ნორმალური ფუნქციონირების შენარჩუნების გზებზე.

ყველა ფიზიოლოგიური ფუნქციის განსახორციელებლად მნიშვნელოვანია არა მხოლოდ ცილოვან ეთერზეთების არსებობა, არამედ მათი ასიმილაციის ეფექტურობა. ცილის მოლეკულებს აქვთ ორგანიზმის სხვადასხვა დონე, ხსნადობა, საჭმლის მომნელებელი ფერმენტების დაშვების ხარისხი. რძის ცილების 96%, კვერცხები ეფექტურად იშლება. ხორცში, თევზში, ცილების 93-95% უსაფრთხოდ იშლება. გამონაკლისს წარმოადგენს კანისა და თმის ცილები. მცენარეული ცილის შემცველი პროდუქტები თხრიან 60-80% -ით. ბოსტნეულში, ცილების 80% შეიწოვება, კარტოფილში - 70%, პურში - 62-86%.

ცხოველური წყაროებიდან ცილების რეკომენდებული ნაწილი უნდა იყოს ცილოვანი მასის მთლიანი რაოდენობით 55%.

• ორგანიზმში ცილების დეფიციტი იწვევს მეტაბოლურ მნიშვნელოვან ცვლილებებს. ასეთ პათოლოგიებს ეწოდება დისტროფია, კვაშორქორი. პირველად, აფრიკის გარეული ტომების მოსახლეობაში დარღვევა გამოვლინდა, რაც ხასიათდება აზოტის უარყოფითი ბალანსით, ნაწლავების ფუნქციის დაქვეითებით, კუნთების ატროფიით და ზრდის გაძარცვით. ცილის ნაწილობრივი დეფიციტი შეიძლება მოხდეს მსგავსი სიმპტომების გამო, რომელიც შეიძლება რბილი იყოს გარკვეული პერიოდის განმავლობაში. განსაკუთრებით საშიშია ბავშვის სხეულში ცილის ნაკლებობა. დიეტურმა ასეთმა დარღვევებმა შეიძლება გამოიწვიოს მზარდი ადამიანის ფიზიკური და ინტელექტუალური დაქვეითება.

• სხეულში ჭარბი ცილა გადატვირთულია ექსკრეციული სისტემის საშუალებით. თირკმელებში დატვირთვა იზრდება. თირკმელების ქსოვილში არსებული პათოლოგიებით, პროცესი შეიძლება გამწვავდეს. ძალიან ცუდია, თუ ორგანიზმში ცილის ჭარბი რაოდენობა თან ახლავს სხვა მნიშვნელოვანი საკვების კომპონენტების ნაკლებობას. ძველად, აზიის ქვეყნებში იყო აღსრულების მეთოდი, რომლის თანახმად მსჯავრდებულს მხოლოდ ხორცი იკვებებოდა. შედეგად, დამნაშავე გარდაიცვალა ნაწლავში ფუჭი პროდუქტების წარმოქმნის შედეგად, ამ მოწამვლის შემდეგ.

გონივრული მიდგომა სხეულის ცილის მიწოდებით უზრუნველყოფს ყველა ცხოვრების სისტემის ეფექტურ მუშაობას.

სასწავლო ისტორია

ცილა პირველად იქნა მიღებული (წებოვანა ფორმით) 1728 წელს იტალიელმა ჯაკო ბართოლომეო ბეკარმა ხორბლის ფქვილისგან. ცილები იზოლირებულ იქნა ბიოლოგიურ მოლეკულების ცალკეულ კლასში მე -18 საუკუნეში, ფრანგი ქიმიკოსის ანტუან დე ფრეკროიქსის და სხვა მეცნიერების მუშაობის შედეგად, რომლებმაც ცილების ან მჟავების გავლენის ქვეშ აღნიშნეს ცილების თვისება. ამ დროს გამოიკვლიეს ცილები, როგორებიცაა ალბუმინი (”კვერცხის თეთრი”), ფიბრინი (ცილა სისხლიდან) და ხორბლის მარცვლებიდან წებოვანა.

XIX საუკუნის დასაწყისში უკვე მიიღეს გარკვეული ინფორმაცია ცილების ელემენტარული შემადგენლობის შესახებ, ცნობილი იყო, რომ ამინომჟავები წარმოიქმნება ცილების ჰიდროლიზის დროს. ამინომჟავების ზოგიერთს (მაგ. გლიცინი და ლუჟინი) უკვე ახასიათებს. ცილების ქიმიური შემადგენლობის ანალიზზე დაყრდნობით, ჰოლანდიელმა ქიმიკოსმა გერიტ მალდერმა ჰიპოთეზა მოახდინა, რომ თითქმის ყველა ცილას მსგავსი ემპირიული ფორმულა აქვს. 1836 წელს მულდერმა შემოგვთავაზა ცილების ქიმიური სტრუქტურის პირველი მოდელი. რადიკალების თეორიიდან გამომდინარე, მან რამდენიმე დახვეწის შემდეგ მივიდა იმ დასკვნამდე, რომ ცილის მინიმალურ სტრუქტურულ ერთეულს აქვს შემდეგი შემადგენლობა: C₄₀თ₆₂ნ₁₀ო₁₂. მან ამ ერთეულს უწოდა "ცილა" (Pr) (ბერძნულიდან. Protos - პირველი, პირველადი), ხოლო თეორიას - "ცილების თეორია". თავად ტერმინი "ცილა" შემოგვთავაზა შვედმა ქიმიკოსმა იაკობ ბერზელიუსმა. მულდერის თქმით, თითოეული ცილა შედგება რამდენიმე ცილის ერთეულიდან, გოგირდისა და ფოსფორისგან. მაგალითად, მან შესთავაზა ფიბრინის ფორმულის დაწერა 10PrSP. მულდერმა აგრეთვე შეისწავლა ცილების - ამინომჟავების განადგურების პროდუქტები და ერთ – ერთი მათგანი (ლუჟინი) მცირე შეცდომით, მან განსაზღვრა მოლეკულური წონა - 131 დალტონი. ახალი მონაცემების დაგროვებასთან დაკავშირებით ცილების თეორიის კრიტიკა დაიწყო, მაგრამ, ამის მიუხედავად, 1850-იანი წლების ბოლოს იგი კვლავ საყოველთაოდ აღიარებულად ითვლებოდა.

XIX საუკუნის ბოლოსთვის გამოიკვლიეს ამინომჟავების უმეტესობა, რომლებიც ქმნიან ცილებს. 1880-იანი წლების ბოლოს. რუსი მეცნიერი ა.დანილევსკიმ აღნიშნა, რომ ცილის მოლეკულში პეპტიდური ჯგუფების (CO - NH) არსებობაა. 1894 წელს გერმანელმა ფიზიოლოგმა ალბრეხტ კოსელმა წამოაყენა თეორია, რომლის მიხედვითაც ამინომჟავები ცილების ძირითადი სტრუქტურული ელემენტებია. XX საუკუნის დასაწყისში, გერმანელმა ქიმიკოსმა ემილ ფიშერმა ექსპერიმენტულად დაამტკიცა, რომ ცილები შედგება ამინომჟავის ნარჩენებისგან, რომლებიც დაკავშირებულია პეპტიდური ობლიგაციებით. მან ასევე ჩაატარა ცილის ამინომჟავების თანმიმდევრობის პირველი ანალიზი და ახსნა პროტეოლიზის ფენომენი.

ამასთან, ორგანიზმებში ცილების ძირითადი როლი არ იქნა აღიარებული 1926 წლამდე, როდესაც ამერიკელმა ქიმიკოსმა ჯეიმს სუმნერმა (მოგვიანებით ქიმიაში ნობელის პრემია) აჩვენა, რომ შარდოვანას ფერმენტი ცილაა.

სუფთა ცილების იზოლაციის სირთულემ გაართულეს შესწავლა. აქედან გამომდინარე, პირველი გამოკვლევები ჩატარდა იმ პოლიპეპტიდების გამოყენებით, რომლებიც ადვილად განწმენდილი იქნებოდა დიდი რაოდენობით, ანუ სისხლის ცილები, ქათმის კვერცხები, სხვადასხვა ტოქსინები, აგრეთვე საჭმლის მონელების შემდეგ სეკრეციული საჭმლის მომნელებელი / მეტაბოლური ფერმენტები. 1950-იანი წლების ბოლოს, კომპანია კომპანიის სახელი Armor Hot Dog Co. შეძლო კილოგრამი პანკრეასის რიბონუკლეას A გასუფთავება, რაც მრავალი კვლევისთვის ექსპერიმენტული სამიზნე გახდა.

მოსაზრება, რომ ცილების მეორადი სტრუქტურა არის ამინომჟავების ნარჩენებს შორის წყალბადის კავშირების წარმოქმნის შედეგი, წამოაყენა უილიამ ასტბერიმ 1933 წელს, მაგრამ ლინუს პაულინგი ითვლება პირველ მეცნიერად, რომელმაც შეძლო წარმატებით პროგნოზირა ცილების მეორადი სტრუქტურა. მოგვიანებით, ვალტერ კაუზმანმა, კაი ლენსერსტრომ-ლანგის ნაშრომიდან გამომდინარე, მნიშვნელოვანი წვლილი შეიტანა ცილების მესამედი სტრუქტურის წარმოქმნის კანონების გააზრებაში და ამ პროცესში ჰიდროფობიური ურთიერთქმედებების როლის შესახებ. 1940-იანი წლების ბოლოს და 1950-იანი წლების დასაწყისში ფრედერიკ სენგერმა შეიმუშავა ცილების თანმიმდევრობის მეთოდი, რომლითაც მან 1955 წლისთვის განსაზღვრა ორი ინსულინის ჯაჭვების ამინომჟავის თანმიმდევრობა, რაც აჩვენებს, რომ ცილები არის ამინომჟავების ხაზოვანი პოლიმერები და არაა განშტოებული (ზოგიერთი შაქრის მსგავსი. ) ჯაჭვები, კოლოიდები ან ციკლოები. პირველი ცილა, რომლის ამინომჟავების თანმიმდევრობა დაარსდა საბჭოთა / რუსი მეცნიერების მიერ, იყო 1972 წელს ასპარტატის ამინტრანსფერაზა.

რენტგენული დიფრაქციის შედეგად მიღებული ცილების პირველი სივრცითი სტრუქტურები (რენტგენული დიფრაქციის ანალიზით) ცნობილი გახდა 1950-იანი წლების ბოლოს და 1960-იანი წლების დასაწყისში, ხოლო ნაგებობებმა აღმოაჩინეს ბირთვული მაგნიტური რეზონანსის გამოყენებით 1980-იან წლებში. 2012 წელს, ცილების მონაცემთა ბანკმა შეიცვალა დაახლოებით 87,000 ცილის სტრუქტურა.

21-ე საუკუნეში ცილების კვლევამ თვისობრივად ახალ დონეზე გადაინაცვლა, როდესაც შეისწავლიან არა მხოლოდ ინდივიდუალური გაწმენდილი ცილები, არამედ ინდივიდუალური უჯრედების, ქსოვილების ან მთელი ორგანიზმების ორგანიზმების დიდი რაოდენობით ცილების რაოდენობის და პოსტ-თარგმანის მოდიფიკაციების ერთდროულ ცვლილებას. ბიოქიმიის ამ ტერიტორიას პროტეომიტიკა ეწოდება. ბიოინფორმატიკის მეთოდების გამოყენებით, შესაძლებელი გახდა არა მხოლოდ რენტგენული დიფრაქციის ანალიზის მონაცემების დამუშავება, არამედ პროტეინის სტრუქტურის პროგნოზირება, მისი ამინომჟავების თანმიმდევრობის საფუძველზე. ამჟამად, დიდი ცილოვანი კომპლექსების კრიოელექტრონის მიკროსკოპია და კომპიუტერული პროგრამების გამოყენებით ცილოვანი დომენების სივრცითი სტრუქტურების პროგნოზირება ახდენს ატომურ სიზუსტეს.

პროტეინის ზომა შეიძლება შეფასდეს ამინომჟავის ნარჩენების თვალსაზრისით ან დალტონებში (მოლეკულური წონა), მაგრამ მოლეკულის შედარებით დიდი ზომის გამო, ცილის მასა გამოიხატება მიღებულ ერთეულებში - კილოდალტონებში (kDa). საფუარის ცილები, საშუალოდ, 466 ამინომჟავის ნარჩენებისაგან შედგება და აქვთ მოლეკულური წონა 53 კდდდ. დღეისათვის ცნობილი ყველაზე დიდი ცილა - ტიტინი - არის კუნთების სარკომორდების კომპონენტი, მისი სხვადასხვა ვარიანტის (იზოფორმები) მოლეკულური წონა მერყეობს 3000-დან 3700 კდდ-მდე. პირის კუნთის კუნთის (ლათ. Soleus) ტიტინის შემადგენლობაში შედის 38,138 ამინომჟავა.

ამფოტერიულობა

ცილებს გააჩნიათ ამფოტერიულობის თვისება, ანუ დამოკიდებულია იმ პირობების მიხედვით, რომ მათ აქვთ მჟავე და ძირითადი თვისებები. ცილებში, ქიმიური ჯგუფების რამდენიმე სახეობა არსებობს, რომელთაც შეუძლიათ იონიზაციის უნარი წყალხსნარში: მჟავა ამინომჟავების (ასპარტისა და გლუტამინის მჟავების) გვერდითი ჯაჭვის კარბოქსილის მჟავა ნარჩენები და ძირითადი ამინომჟავების გვერდითი ჯაჭვების აზოტის შემცველი ჯგუფები.₂) არგინინი, ოდნავ ნაკლები რაოდენობით - იმიდაზოლი ჰისტიდინის ნარჩენი). თითოეულ პროტეინს ახასიათებს იზოელექტრული წერტილი (pI) - საშუალო მჟავიანობა (pH), რომლის დროსაც ამ ცილის მოლეკულების მთლიანი ელექტრული მუხტი ნულის ტოლია და, შესაბამისად, ისინი არ მოძრაობენ ელექტრულ ველში (მაგალითად, ელექტროფორეზის საშუალებით). იზოელექტრიულ წერტილში ცილის ჰიდრატაცია და ხსნადობა მინიმალურია. PI ღირებულება დამოკიდებულია ცილოვანი მჟავა და ძირითადი ამინომჟავების ნარჩენების თანაფარდობაზე: ცილებისთვის, რომლებიც შეიცავს მრავალ მჟავა ამინომჟავის ნარჩენებს, იზოელექტრული წერტილები განლაგებულია მჟავე რეგიონში (ასეთ ცილებს ეწოდება მჟავე), ხოლო ცილებში, რომლებიც შეიცავს უფრო მეტ ნარჩენებს, ისინი ტუტე რეგიონში არიან (ძირითადი ცილები) ) ამ ცილის pI ღირებულება ასევე შეიძლება განსხვავდებოდეს იონური სიძლიერისა და ბუფერული ხსნარის ტიპისაგან, რომელშიც ის მდებარეობს, რადგან ნეიტრალური მარილები გავლენას ახდენენ ცილის ქიმიური ჯგუფების იონიზაციის ხარისხზე. ცილის pI შეიძლება განისაზღვროს, მაგალითად, ტიტრაციის მრუდიდან ან იზოელექტრული ფოკუსირებით.

ზოგადად, ცილის pI დამოკიდებულია მის ფუნქციონირებაზე: ხერხემლიან ქსოვილების უმეტესი ცილების იზოელექტრული წერტილი 5.5-დან 7.0-მდე მერყეობს, მაგრამ ზოგიერთ შემთხვევაში ფასეულობები უკიდურეს ადგილებშია: მაგალითად, პეპსინისთვის, მჟავე კუჭის პროტეოლიზური ფერმენტი. წვენი pI

1, ხოლო სალმინებისთვის - ორაგული ცილის პროტეინის პროტეინი, რომლის თვისებაა არგინინის მაღალი შემცველობა,

12. ცილები, რომლებიც ბირთვულ მჟავებს უკავშირებენ ფოსფატ ჯგუფებთან ელექტროსტატიკური ურთიერთქმედების გამო, ხშირად ძირითადი ცილები არიან. ასეთი ცილების მაგალითია ჰისტონები და პროტეინები.

რა არის ცილები?

ცილები წარმოადგენს მაღალი მოლეკულური წონის კომპლექსურ ორგანულ ნაერთებს, რომლებიც შედგება ამინომჟავის ნარჩენებისგან, რომლებიც კომბინირებულია სპეციალური გზით. თითოეულ პროტეინს აქვს საკუთარი ინდივიდუალური ამინომჟავების თანმიმდევრობა, მისი ადგილმდებარეობა სივრცეში. მნიშვნელოვანია გვესმოდეს, რომ ორგანიზმში შემავალი ცილები არ შეიწოვება მათ მიერ უცვლელი ფორმით, ისინი იყოფა ამინომჟავებად და მათი დახმარებით სხეული სინთეზირებს მის ცილებს.

22 ამინომჟავა მონაწილეობს ცილების წარმოქმნაში, მათგან 13 შეიძლება გარდაიქმნას ერთმანეთში, 9 - ფენილალანინი, ტრიპტოფანი, ლიზინი, ჰისტიდინინი, ტრეონიინი, ლუჟინი, ვალინი, იზოლეუინი, მეთიონინი - შეუცვლელია. სხეულში შეუცვლელი მჟავების ნაკლებობა დაუშვებელია, ეს გამოიწვევს სხეულის დარღვევას.

მნიშვნელოვანია არა მხოლოდ ის ფაქტი, რომ ცილა შემოდის ორგანიზმში, არამედ ის, თუ რა ამინომჟავებისგან შედგება!

რა არის ცილა?

ცილები (ცილები / პოლიპეპტიდები) - ორგანული ნივთიერებები, ბუნებრივი პოლიმერები, რომლებიც შეიცავს ოცი დაკავშირებულ ამინომჟავას. კომბინაციები იძლევა მრავალ სახეობას. სხეული ეწინააღმდეგება თორმეტი ცვლადი ამინომჟავების სინთეზს.

ცილაში ნაპოვნი ოცი აუცილებელი ამინომჟავა რვადან საკუთარი სხეულის სინთეზირება შეუძლებელია, ისინი მიიღება საკვებით. ესენია ვალინი, ლუჟინი, იზოლიუინი, მეთიონინი, ტრიპტოფანი, ლიზინი, ტრეონინი, ფენილალანინი, რომლებიც მნიშვნელოვანია სიცოცხლისთვის.

რა ხდება ცილა

განასხვავებენ ცხოველსა და ბოსტნეულს შორის (წარმოშობით). მოხმარების ორი ტიპია საჭირო.

ცხოველი:

კვერცხის თეთრი ადვილად და თითქმის მთლიანად შეიწოვება სხეული (90-92%). ფერმენტირებული რძის პროდუქტების ცილები ოდნავ უარესია (90% -მდე). სუფთა მთელი რძის ცილები უფრო ნაკლებად შეიწოვება (80% -მდე).
ძროხისა და თევზის მნიშვნელობა არსებითი ამინომჟავების საუკეთესო კომბინაციაში.

ბოსტნეული:

სოიოს, canola და cottonseed- ს აქვს კარგი ამინომჟავა თანაფარდობა სხეულისთვის. კულტურებში, ეს თანაფარდობა სუსტია.

არ არსებობს პროდუქტი იდეალური ამინომჟავების თანაფარდობით. სათანადო კვება მოიცავს ცხოველური და მცენარეული ცილების ერთობლიობას.

კვების საფუძველი "წესებით" არის ცხოველის ცილა. ის მდიდარია აუცილებელი ამინომჟავებით და უზრუნველყოფს მცენარეული ცილის კარგ შეწოვას.

ცილის ფუნქციები სხეულში

ქსოვილის უჯრედებში ყოფნისას ის ბევრ ფუნქციას ასრულებს:

1. დამცავი. იმუნური სისტემის ფუნქციონირება არის უცხოური ნივთიერებების ნეიტრალიზაცია. ანტისხეულების წარმოება ხდება.
2. ტრანსპორტი. სხვადასხვა ნივთიერებების მიწოდება, მაგალითად, ჰემოგლობინი (ჟანგბადის მიწოდება).
3. მარეგულირებელი. ჰორმონალური ფონის შენარჩუნება.
4. წინსაფარი. ყველა სახის მოძრაობა უზრუნველყოფს აქტინს და მიოსინს.
5. პლასტიკური. შემაერთებელი ქსოვილის მდგომარეობა კონტროლდება კოლაგენის შემცველობით.
6. კატალიტიკური. ეს არის კატალიზატორი და აჩქარებს ყველა ბიოქიმიური რეაქციის გავლას.
7. გენის ინფორმაციის კონსერვაცია და გადაცემა (დნმ და რნმ მოლეკულები).
8. ენერგია. მთელი სხეულის ენერგიით მომარაგება.

სხვები უზრუნველყოფენ სუნთქვას, პასუხისმგებელნი არიან საჭმლის მონელებაზე, არეგულირებს მეტაბოლიზმს. ფოტოსენსიტიური როდოფსინის ცილა პასუხისმგებელია ვიზუალური ფუნქციონირებისთვის.

სისხლძარღვები შეიცავს ელასტინს, ამის წყალობით ისინი სრულად მუშაობენ. ფიბრინოგენის ცილა უზრუნველყოფს სისხლის კოაგულაციას.

ორგანიზმში ცილის ნაკლებობის სიმპტომები

ცილების დეფიციტი საკმაოდ გავრცელებული შემთხვევაა malnutrition და თანამედროვე ადამიანის ჰიპერაქტიური ცხოვრების წესი. ზომიერი ფორმით ეს გამოიხატება რეგულარული დაღლილობით და ცუდი შესრულებით. არასაკმარისი რაოდენობით მატებით, სხეული ახდენს სიგნალის მეშვეობით სიგნალს:

1. ზოგადი სისუსტე და თავბრუსხვევა. განწყობის და აქტივობის დაქვეითება, კუნთების დაღლილობის გამოჩენა განსაკუთრებული ფიზიკური დატვირთვის გარეშე, მოძრაობათა გაუარესება, კოორდინაცია და ყურადღების შესუსტება.
2. თავის ტკივილი და ძილის გაუარესება. შედეგად უძილობა და შფოთვა მიუთითებს სეროტონინის ნაკლებობაზე.
3. განწყობის ხშირი ცვალებადობა, წყენა. ფერმენტების და ჰორმონების ნაკლებობა ნერვული სისტემის ამოწურვას იწვევს: რაიმე მიზეზით გაღიზიანება, დაუსაბუთებელი აგრესიულობა, ემოციური თავშეკავება.
4. ფერმკრთალი კანი, გამონაყარი. რკინის შემცველი ცილის ნაკლებობით, ანემია ვითარდება, რომლის სიმპტომებია კანის სიმშრალე და ფერმკრთალი, ლორწოვანი გარსები.
5. კიდურების შეშუპება. პლაზმის ცილის დაბალი შემცველობა არღვევს წყლის მარილის ბალანსს. კანქვეშა ცხიმი გროვდება სითხეში ტერფებსა და ტერფებში.
6. ჭრილობების და აბრაზიების ცუდი განკურნება. უჯრედების შეკეთება შეჩერებულია „სამშენებლო მასალების“ ნაკლებობის გამო.
7. მყიფე და თმის ცვენა, ფრჩხილების სისქე. ქერტლის გამოჩენა მშრალი კანის გამო, ლაქების ფირფიტა და გახეთქვა სხეულის ყველაზე გავრცელებული სიგნალია ცილების ნაკლებობის შესახებ. თმა და ფრჩხილები მუდმივად იზრდება და მყისიერად რეაგირებენ ნივთიერებების ნაკლებობას, რაც ხელს უწყობს ზრდას და კარგ მდგომარეობას.
8. წონის დაუსაბუთებელი წონის დაკლება. კილოგრამების გაუჩინარება უდავო მიზეზის გამო, ორგანიზმში საჭიროა კუნთების მასის გამო ცილის ნაკლებობის კომპენსაცია.
9. გულის და სისხლძარღვების უკმარისობა, სუნთქვის უკმარისობა. გაუარესებულია სასუნთქი, საჭმლის მომნელებელი და სასქესო ორგანოები. დისპნოე ჩნდება ფიზიკური ვარჯიშის გარეშე, ხველა ცივი და ვირუსული დაავადებების გარეშე.

ამ ტიპის სიმპტომების გამოვლენისთანავე, დაუყოვნებლივ უნდა შეცვალოთ კვების რეჟიმი და ხარისხი, გადახედეთ თქვენს ცხოვრების წესს და თუ გამწვავდება, ექიმთან კონსულტაციებს.

რამდენი ცილაა საჭირო ასიმილაციისთვის

დღეში მოხმარების მაჩვენებელი დამოკიდებულია ასაკზე, სქესზე, სამუშაოს სახეობაზე. სტანდარტების შესახებ მონაცემები მოცემულია ცხრილში (ქვემოთ) და შექმნილია ნორმალური წონისთვის.
რამდენჯერმე გამანადგურებელი ცილის მიღება არასავალდებულოა. თითოეული განსაზღვრავს მისთვის ხელსაყრელ ფორმას, მთავარია ყოველდღიური შეღწევადობის შენარჩუნება.

ფიზიკური დატვირთვაასაკის პერიოდი ცილის მიღება დღეში, ზ კაცებისთვისქალებისთვის სულცხოველური წარმოშობასულცხოველური წარმოშობა არანაირი დატვირთვა18-4096588249 40-6089537545 მცირე ხარისხით18-4099548446 40-6092507745 საშუალო კლასის18-40102588647 40-6093517944 მაღალი ხარისხის18-40108549246 40-60100508543 პერიოდული18-4080487143 40-6075456841 საპენსიო ასაკი75456841

ცილების მაღალი შემცველობა საკვებში

აღიარებულია ცილის შემცველი საკვები:

ხორცის ყველა სახეობიდან პირველ ადგილზე, მეფრინველეობის შემცველობა პირველ ადგილზე იქნება ძროხის ხორცი: 18.9 გრ. ამის შემდეგ, ღორის ხორცი: 16.4 გ, ცხვრის: 16.2 გ.

ზღვის პროდუქტები და წვნიანი ლიდერები არიან: 18.0 გ.
ცილებისთვის ყველაზე მდიდარი თევზი არის ორაგული: 21.8 გრ, შემდეგ ვარდისფერი ორაგული: 21 გრ, პიკის ქერქი: 19 გ, სკუმბრია: 18 გ, ქაშაყი: 17.6 გ და ცალი: 17.5 გ.

რძის პროდუქტებს შორის, კეფირი და არაჟანი მტკიცედ იკავებენ პოზიციას: 3.0 გრ, შემდეგ რძე: 2.8 გ.
მაღალი მარცვლეული - ჰერკულესი: 13.1 გ, ფეტვი: 11,5 გ, სემოლინა: 11.3 გ

იცოდეთ ნორმა და გაითვალისწინეთ ფინანსური შესაძლებლობები, შეგიძლიათ სწორად შეადგინოთ მენიუ და რა თქმა უნდა შეავსოთ იგი ცხიმებით და ნახშირწყლებით.

ცილების თანაფარდობა კვებაში

ჯანმრთელ დიეტაში ცილების, ცხიმების, ნახშირწყლების პროპორცია უნდა იყოს (გრამებში) 1: 1: 4. ჯანსაღი კერძის წონასწორობის გასაღები შეიძლება სხვა გზით იყოს წარმოდგენილი: ცილები 25-35%, ცხიმები 25-35%, ნახშირწყლები 30-50%.

ამავე დროს, ცხიმები უნდა იყოს სასარგებლო: ზეითუნის ან თეთრეულის ზეთი, თხილი, თევზი, ყველი.

ფირფიტაში ნახშირწყლები არის რთული მაკარონი, ნებისმიერი ახალი ბოსტნეული, ასევე ხილი / ხმელი ხილი, მაწონი.

ცილების ნაწილებად სურვილისამებრ შეიძლება კომბინირებული იყოს: ბოსტნეული + ცხოველები.

ცილაში შემავალი ამინომჟავები

ცვალებადი შეიძლება სინთეზირდეს თავად სხეულით, მაგრამ გარედან მათი მიწოდება არასოდეს არის ზედმეტი. განსაკუთრებით აქტიური ცხოვრების წესით და დიდი ფიზიკური დატვირთვით.

გამონაკლისის გარეშე ყველა მნიშვნელოვანია, მათგან ყველაზე პოპულარული:

ალანინი.
ეს ასტიმულირებს ნახშირწყლების მეტაბოლიზმს, ხელს უწყობს ტოქსინების აღმოფხვრას. პასუხისმგებელია „სისუფთავეზე“. მაღალი შემცველობა ხორცი, თევზი, რძის პროდუქტები.

არგინინი.
აუცილებელია ნებისმიერი კუნთების, ჯანსაღი კანის, ხრტილოვანი და სახსრების შეკუმშვა. უზრუნველყოფს ცხიმების წვას და იმუნური სისტემის მუშაობას. ის ნებისმიერ ხორცი, რძე, ნებისმიერი კაკალი, ჟელატინია.

ასპარტიული მჟავა.
უზრუნველყოფს ენერგიის ბალანსს. აუმჯობესებს ცენტრალური ნერვული სისტემის ფუნქციონირებას. კარგად შეავსეთ ძროხის და ქათმის კერძების ენერგორესურსები, რძე, ლერწმის შაქარი. შეიცავს კარტოფილს, კაკალს, მარცვლეულს.

ჰისტიდინი.
სხეულის მთავარი "მშენებელი" გარდაიქმნება ჰისტამინად და ჰემოგლობინად. ჭრილობების სწრაფად განკურნება, პასუხისმგებელია ზრდის მექანიზმებზე. შედარებით ბევრი რძე, მარცვლეული და ნებისმიერი ხორცი.

სერენა.
ნეიროტრანსმიტერი, შეუცვლელია ტვინის და ცენტრალური ნერვული სისტემის მკაფიო ფუნქციონირებისთვის. აქ არის არაქისი, ხორცი, მარცვლეული, სოიო.

სათანადო კვებით და ცხოვრების სწორი გზით, ყველა ამინომჟავა გამოჩნდება სხეულში "კუბების" სინთეზისთვის და ჯანმრთელობის, სილამაზის და სიცოცხლის ხანგრძლივობის მოდელირებისთვის.

რა იწვევს ორგანიზმში ცილის ნაკლებობას

1. ხშირი ინფექციური დაავადებები, იმუნური სისტემის შესუსტება.
2. სტრესი და შფოთვა.
3. ყველა მეტაბოლური პროცესის დაბერება და შენელება.
4. ინდივიდუალური მედიკამენტების გამოყენების გვერდითი ეფექტი.
5. საჭმლის მომნელებელი ტრაქტის დარღვევები.
6. ტრავმები.
7. საკვები დაფუძნებულია სწრაფი კვების, მყისიერი პროდუქტების, დაბალი ხარისხის ნახევარფაბრიკატების საფუძველზე.

ერთი ამინომჟავის დეფიციტი შეაჩერებს კონკრეტული ცილის წარმოებას. სხეული ორგანიზებულია "ვოიდების შევსების" პრინციპით, ამიტომ დაკარგული ამინომჟავები მიიღება სხვა ცილებისგან. ეს "აღმშენებლობა" არღვევს ორგანოების, კუნთების, გულის, ტვინის მუშაობას და შემდგომში დაავადების პროვოცირებას ახდენს.

პროტეინის დეფიციტი ბავშვებში აფერხებს ზრდას, იწვევს ფიზიკურ და გონებრივ შეზღუდვას.
ანემიის განვითარება, კანის დაავადებების გამოჩენა, ძვლებისა და კუნთების ქსოვილის პათოლოგია არ წარმოადგენს დაავადებების სრულ ჩამონათვალს. ცილის სერიოზულმა დისტროფიამ შეიძლება გამოიწვიოს სიგიჟე და კვაშორკორი (მძიმე დისტროფიის ტიპი ცილების ნაკლებობის გამო).

როდესაც ცილა ზიანს აყენებს სხეულს

• ჭარბი მიღება
• ღვიძლის, თირკმელების, გულის და სისხლძარღვების ქრონიკული დაავადებები.

გადაჭარბება არ ხდება ხშირად სხეულის მიერ ნივთიერების არასრული შეწოვის გამო.ეს გვხვდება მათ, ვისაც სურს კუნთის გაზრდა რაც შეიძლება მალე, ტრენერთა და ნუტრიანთა რეკომენდაციების დაცვით.

"ჭარბი" მიღების პრობლემები მოიცავს:

თირკმლის უკმარისობა. ცილების გადატვირთვის მქონე ორგანოების გადაჭარბებულმა რაოდენობამ, ხელი შეუშალა მათ ბუნებრივ ფუნქციას. "ფილტრი" ვერ უმკლავდება დატვირთვას, ჩნდება თირკმელების დაავადება.

ღვიძლის დაავადება. ჭარბი ცილა გროვდება ამიაკის სისხლში, რაც გაუარესდება ღვიძლის მდგომარეობა.

ათეროსკლეროზის განვითარება. ცხოველური პროდუქტების უმეტესობა, სასარგებლო ნივთიერებების გარდა, შეიცავს მავნე ცხიმს და ქოლესტერინს.

ღვიძლის, თირკმელების, გულსისხლძარღვთა და საჭმლის მომნელებელი სისტემების პათოლოგიით დაავადებული ადამიანები უნდა შეიზღუდონ ცილის მიღება.

საკუთარ ჯანმრთელობაზე ზრუნვა ყველას ჯილდოს ეძლევა მათ, ვინც ამაზე წუხს. მძიმე შედეგების თავიდან ასაცილებლად, უნდა გახსოვდეთ სხეულის აღდგენა. სრული დასვენება, კვება, სპეციალისტების მონახულება გახანგრძლივებს ახალგაზრდობას, ჯანმრთელობას და სიცოცხლეს.

ხსნადობა

ცილები განსხვავდება წყალში ხსნადობის მხრივ. წყლის ხსნადი ცილები ეწოდება ალბუმინს, მათში შედის სისხლი და რძის ცილები. უხსნადი, ან სკლეროპროტეინები, მაგალითად, კერატინს შეიცავს (ცილა, რომელიც ქმნის თმას, ძუძუმწოვრების თმას, ფრინველთა ბუმბულებს და ა.შ.) და ფიბროინს, რომელიც აბრეშუმის და კობრის ნაწილია. ცილის ხსნადობა განისაზღვრება არა მხოლოდ მისი სტრუქტურით, არამედ გარეგანი ფაქტორებით, მაგალითად, გამხსნელის ბუნებით, იონური სიძლიერე და ხსნარის pH.

ცილები ასევე იყოფა ჰიდროფილურ (წყალში ხსნადი) და ჰიდროფობულ (წყალგამძლე). ციტოპლაზმის, ბირთვების და უჯრედშორისი ნივთიერების ცილების უმეტესი ნაწილი, მათ შორის ხსნადი კერატინი და ფიბროინი, ჰიდროფილურია. ცილების უმეტესობა, რომლებიც ბიოლოგიურ გარსებს ქმნიან, არის ჰიდროფობიური - მემბრანული ინტეგრალური ცილები, რომლებიც ურთიერთქმედებენ მემბრანის ჰიდროფობულ ლიპიდებთან (ამ ცილებს, ჩვეულებრივ, აქვთ ჰიდროფილური ადგილები).

პროტეინის ბიოსინთეზი ორგანიზმში

ცილის ბიოსინთეზი - ცილოვანი ამინომჟავებისგან სასურველი ცილების ორგანიზმში წარმოქმნა მათ სპეციალური ტიპის ქიმიურ კავშირთან - პოლიპეპტიდურ ჯაჭვთან ერთად. დნმ ინახავს ცილის სტრუქტურის ინფორმაციას. სინთეზი თავისთავად ხდება უჯრედის სპეციალურ ნაწილში, რომელსაც ეწოდება რიბოსომა. რნმ ინფორმაციას გადასცემს სასურველი გენისგან (დნმ-ის ადგილიდან) რიბოზომაში.

ვინაიდან ცილის ბიოსინთეზი მრავალსაფეხურიანია, რთული, იყენებს ადამიანის არსებობის საფუძველზე ჩამოყალიბებულ ინფორმაციას - დნმ, მისი ქიმიური სინთეზი რთული ამოცანაა. მეცნიერებმა ისწავლეს როგორ მიიღონ გარკვეული ფერმენტების და ჰორმონების ინჰიბიტორები, მაგრამ ყველაზე მნიშვნელოვანი სამეცნიერო ამოცანაა ცილების მიღება გენეტიკური ინჟინერიის გამოყენებით.

ტრანსპორტი

სპეციალური სისხლის ცილის - ჰემოგლობინის სატრანსპორტო ფუნქცია. ამ პროტეინის წყალობით, ჟანგბადი ფილტვებიდან მიეწოდება სხეულის ორგანოებსა და ქსოვილებში.

ის მოიცავს იმუნური სისტემის ცილების მოქმედებას, რომელსაც ანტისხეულები ეწოდება. ეს არის ანტისხეულები, რომლებიც იცავენ სხეულის ჯანმრთელობას, იცავს მას ბაქტერიებისგან, ვირუსებისგან, შხამებისგან და სისხლს აძლევს საშუალებას შექმნან შედედება ღია ჭრილობის ადგილზე.

ცილების სიგნალის ფუნქცია არის უჯრედებს შორის სიგნალების (ინფორმაციის) გადაცემა.

ცილის ნორმები მოზრდილებში

ადამიანის სხეულის მოთხოვნილება ცილისთვის პირდაპირ დამოკიდებულია მის ფიზიკურ აქტივობაზე. რაც უფრო მეტად ვმოძრაობთ, მით უფრო სწრაფად მიმდინარეობს ბიოქიმიური რეაქციები ჩვენს სხეულში. იმ ადამიანებს, რომლებიც რეგულარულად ვარჯიშობენ, თითქმის სჭირდებათ ორჯერ მეტი ცილა, ვიდრე საშუალო ადამიანი. სპორტით დაკავებული ადამიანებისთვის ცილის ნაკლებობა საშიშია კუნთების "გამოშრობა" და მთელი სხეულის ამოწურვა!

საშუალოდ, ზრდასრული ადამიანისათვის ცილის ნორმა გამოითვლება 1 კგ წონაზე 1 გ ცილის კოეფიციენტის საფუძველზე, ანუ მამაკაცებისთვის დაახლოებით 80-100 გ, ქალებისთვის 55-60 გ. მამაკაც სპორტსმენებს ურჩევენ მოხმარებული ცილის რაოდენობას 170-200 გ დღეში გაზარდონ.

ცილის სწორად კვება ორგანიზმისთვის

სათანადო კვება ორგანიზმის ცილით გაჯერების მიზნით, ცხოველებისა და მცენარეების ცილების ერთობლიობაა. საკვებიდან ცილის ასიმილაციის ხარისხი დამოკიდებულია მის წარმოშობაზე და სითბოს მკურნალობის მეთოდზე.

ამრიგად, ცხოველების ცილების მთლიანი მიღებისა დაახლოებით 80% და მცენარეული ცილის 60% ორგანიზმი შეიწოვება. ცხოველური წარმოშობის პროდუქტები შეიცავს პროდუქტის ერთეულის მასაზე ცილის მეტ რაოდენობას, ვიდრე ბოსტნეულში. გარდა ამისა, "ცხოველური" პროდუქციის შემადგენლობაში შედის ყველა ამინომჟავა, და ამ მხრივ მცენარეული პროდუქტები inferior ითვლება.

ძირითადი კვების წესები ცილის უკეთ შეწოვისთვის:

• სამზარეულოს ნაზი მეთოდი - სამზარეულო, ორთქლი, ჩაშუშვა. გამოწურვა უნდა გამოირიცხოს.
• რეკომენდებულია მეტი თევზის და ფრინველის ჭამა. თუ ნამდვილად გსურთ ხორცი, შეარჩიეთ საქონლის ხორცი.
• ბულიონები უნდა გამოირიცხოს დიეტადან, ისინი ცხიმოვანი და მავნეა. ექსტრემალურ შემთხვევებში, თქვენ შეგიძლიათ პირველი კერძი მოხარშოთ "მეორადი ბულიონის" გამოყენებით.

ცილის კვების მახასიათებლები კუნთების ზრდისთვის

სპორტსმენები, რომლებიც აქტიურად იძენენ კუნთების მასას, უნდა დაიცვან ყველა ზემოთ ჩამოთვლილი რეკომენდაცია. მათი უმეტესობის დიეტა უნდა იყოს ცხოველური წარმოშობის ცილები. მათი მიღება უნდა მოხდეს მცენარეული ცილის პროდუქტებთან ერთად, რომელთაგან სოიოს განსაკუთრებული უპირატესობა აქვს.

ასევე აუცილებელია ექიმთან კონსულტაციები და გაითვალისწინოთ სპეციალური ცილოვანი სასმელების გამოყენება, რომლის ცილების შეწოვის პროცენტი 97–98% -ს შეადგენს. სპეციალისტი ინდივიდუალურად შეარჩევს სასმელს, გამოთვლის სწორ დოზას. ეს იქნება სასიამოვნო და სასარგებლო ცილოვანი დანამატი სიძლიერის ვარჯიშისთვის.

დენატურირება

ცილების დენატრირება ეხება მის ბიოლოგიურ მოქმედებაში ან / და ფიზიკოქიმიურ თვისებებში რაიმე ცვლილებას, რომელიც დაკავშირებულია მეოთხეული, მესამეული ან მეორეხარისხოვანი სტრუქტურის დაკარგვასთან (იხ. განყოფილება "ცილების სტრუქტურა"). როგორც წესი, ცილები საკმაოდ სტაბილურია იმ პირობებში (ტემპერატურა, pH და ა.შ.), რომელშიც ისინი ჩვეულებრივ მოქმედებენ სხეულში. ამ პირობებში მკვეთრი ცვლილება იწვევს ცილების დენატურაციას. დენატურირებელი აგენტის ბუნებიდან გამომდინარე, განასხვავებენ მექანიკურ (ძლიერ აჟიოტაჟს ან შერყევისკენ), ფიზიკურ (გათბობას, გაცივებას, დასხივებას, სონიზაციას) და ქიმიურ (მჟავებს და ტუტეებს, სურფაქტანტებს, შარდოვანა) დენატურაციას.

ცილების დენატრირება შეიძლება იყოს სრული ან ნაწილობრივი, შექცევადი ან შეუქცევადი. შეუქცევადი ცილოვანი დენატრაციის ყველაზე ცნობილი შემთხვევაა ყოველდღიურ ცხოვრებაში ქათმის კვერცხის მომზადება, როდესაც, მაღალი ტემპერატურის გავლენის ქვეშ, წყალში ხსნადი გამჭვირვალე ცილის ოვალბუმინი ხდება მკვრივი, ხსნადი და გაუმჭვირვალე. ზოგიერთ შემთხვევაში დენატრიაცია შექცევადია, როგორც წყალში ხსნადი ცილების ნალექების შემთხვევაში ამონიუმის მარილების გამოყენებით (დამარილებული მეთოდი), და ამ მეთოდით გამოიყენება მათი გაწმენდის საშუალება.

ცილის მოლეკულები არის ხაზოვანი პოლიმერები, რომლებიც შედგება α-L-amino მჟავების ნარჩენებისგან (რომლებიც მონომერებია), აგრეთვე შეცვლილი ამინომჟავების ნარჩენები და არამინმჟავის ბუნების კომპონენტები შეიძლება შევიდეს ცილების შემადგენლობაში. სამეცნიერო ლიტერატურაში გამოიყენება ერთი ან სამი წერილიანი ამინომჟავების მითითება. მიუხედავად იმისა, რომ ერთი შეხედვით შეიძლება ჩანდეს, რომ ”მხოლოდ” 20 ტიპის ამინომჟავების გამოყენება პროტეინების სტრუქტურების მრავალფეროვნებას ზღუდავს, სინამდვილეში, ვარიანტების რაოდენობა ძნელი არ არის გადაჭარბებული: 5 ამინომჟავის ნარჩენების ჯაჭვისთვის, ის უკვე 3 მილიონზე მეტია, ხოლო 100 ამინომჟავის ნარჩენების ჯაჭვი. (მცირე ცილა) შეიძლება წარმოდგენილი იყოს 10,130-ზე მეტ ვარიანტში. პროტეინებს 2-დან რამდენიმე ათეულამდე ამინომჟავის ნარჩენებით, ხშირად უწოდებენ პეპტიდებიპოლიმერიზაციის უფრო დიდი ხარისხით - ციყვიმიუხედავად იმისა, რომ ეს დაყოფა ძალიან თვითნებურია.

როდესაც ცილა წარმოიქმნება ერთი ამინომჟავის α-კარბოქსილის ჯგუფის (-COOH) ურთიერთქმედების შედეგად, α-ამინო ჯგუფთან (-NH)₂) კიდევ ერთი ამინომჟავა იქმნება პეპტიდური ობლიგაციები. ცილის ბოლოებს უწოდებენ N- და C- ტერმინს, იმისდა მიხედვით, თუ რომელი ჯგუფის ტერმინალის ამინომჟავა ნარჩენი უფასოა: -NH₂ ან -COOH, შესაბამისად. რიბოზომაზე ცილის სინთეზის დროს, პირველი (N- ტერმინალური) ამინომჟავის ნარჩენები, როგორც წესი, მეთიონინის ნარჩენებია, ხოლო შემდგომი ნარჩენები თან ერთვის წინა C- ტერმინს.

ცილოვანი კვების მახასიათებლები, დიეტოლოგები

მათ, ვისაც წონის დაკლება სურს, უნდა ჭამონ ცხოველური და მცენარეული ცილოვანი პროდუქტები. მნიშვნელოვანია მათი მიღებას გამოყოფა, რადგან მათი ასიმილაციის დრო განსხვავებულია. ცხიმოვანი ხორცის პროდუქტები უნდა გამოიყოს, კარტოფილი არ უნდა იყოს ბოროტად გამოყენებული, სასურველია მარცვლეული საშუალო ცილის შემცველობით.

ნუ მიდიხარ უკიდურესობებში და "დაჯექი" ცილოვან დიეტაზე. ეს ყველას არ შეესაბამება, რადგან ნახშირწყლების სრული გამორიცხვა გამოიწვევს სამუშაო შესაძლებლობების და ენერგიის შემცირებას. საკმარისია დილით ნახშირწყლების შემცველი საკვების ჭამა - ეს ენერგიას მისცემს დღის განმავლობაში, დღის მეორე ნახევარში, ცილოვანი საკვების დაბალი შემცველობით. საღამოს ენერგიის ნაკლებობის შესაქმნელად, სხეული დაიწყებს სხეულის ცხიმების დაწვას, თუმცა, ეს პროცესი უსაფრთხო იქნება სხეულის ჯანმრთელობისთვის.

დარწმუნდით, რომ შეიტანეთ სწორი და სწორად მომზადებული ცილოვანი საკვები თქვენს დიეტაში. სხეულისთვის, ცილა არის მთავარი სამშენებლო მასალა! რეგულარულ ვარჯიშთან ერთად, დაგეხმარებათ შექმენით ლამაზი ატლეტური სხეული!

ცილები არის ყველაზე მნიშვნელოვანი ქიმიური ნაერთები, რომელთა გარეშე შეუძლებელი იქნება სხეულის სასიცოცხლო მოქმედება. ცილები შედგება ფერმენტების, ორგანოების უჯრედების, ქსოვილებისგან. მათ ევალებათ ადამიანის ორგანიზმში მიმდინარე მეტაბოლური, ტრანსპორტისა და მრავალი სხვა პროცესის პასუხისმგებლობა. ცილებს არ შეუძლიათ დაგროვება "რეზერვში", ამიტომ მათი რეგულარულად მიღება უნდა მოხდეს. მათ განსაკუთრებული მნიშვნელობა ენიჭებათ სპორტში ჩართულ ადამიანებს, რადგან პროტეინები რეგულირდება.

ორგანიზაციის დონეები

კ. ლინდსტრომ-ლანგმა შესთავაზა განასხვავოს ცილების სტრუქტურული ორგანიზაციის 4 დონე: პირველადი, საშუალო, მესამეული და მეოთხეული სტრუქტურები. მიუხედავად იმისა, რომ ეს დაყოფა გარკვეულწილად მოძველებულია, იგი კვლავ განაგრძობს გამოყენებას. პოლიპეპტიდის პირველადი სტრუქტურა (ამინომჟავების ნარჩენების თანმიმდევრობა) განისაზღვრება მისი გენის და გენეტიკური კოდის სტრუქტურით, ხოლო ცილების დაკეცილების პროცესში წარმოიქმნება უმაღლესი ბრძანებების სტრუქტურები. მიუხედავად იმისა, რომ მთლიანობაში ცილის სივრცული სტრუქტურა განისაზღვრება მისი ამინომჟავების თანმიმდევრობით, ის საკმაოდ ნატიფია და შეიძლება დამოკიდებული იყოს გარე პირობებზე, ამიტომ უფრო სწორია ვისაუბროთ სასურველი ან ყველაზე ენერგიულად ხელსაყრელი ცილის კონცენტრაციაზე.

პირველადი სტრუქტურა

პირველადი სტრუქტურა არის პოლიპეპტიდურ ჯაჭვში ამინომჟავების ნარჩენების თანმიმდევრობა. ცილის პირველადი სტრუქტურა, როგორც წესი, აღწერილია ამინომჟავის ნარჩენების ერთჯერადი ან სამი ასოებით.

პირველადი სტრუქტურის მნიშვნელოვანი მახასიათებელია კონსერვატიული მოტივები - ამინომჟავების ნარჩენების სტაბილური კომბინაციები, რომლებიც ასრულებენ გარკვეულ ფუნქციას და გვხვდება მრავალ ცილაში. კონსერვატიული მოტივები შენარჩუნებულია სახეობების ევოლუციის დროს; ხშირად შესაძლებელია მათი წინასწარ უცნობი ცილის დადგენა. სხვადასხვა ორგანიზმების ცილების ამინომჟავების თანმიმდევრობების ჰომოლოგიის (მსგავსების) ხარისხი შეიძლება გამოყენებულ იქნეს ტაქსებს შორის ევოლუციური მანძილის დასადგენად, რომელსაც ეს ორგანიზმები მიეკუთვნებიან.

ცილის ძირითადი სტრუქტურა შეიძლება განისაზღვროს ცილების თანმიმდევრობის მეთოდებით ან მისი mRNA- ის პირველადი სტრუქტურით გენეტიკური კოდების ცხრილის გამოყენებით.

საშუალო სტრუქტურა

მეორადი სტრუქტურა არის წყალბადის ობლიგაციებით სტაბილიზებული პოლიპეპტიდური ჯაჭვის ფრაგმენტის ადგილობრივი შეკვეთა.ქვემოთ მოცემულია ცილების მეორადი სტრუქტურის ყველაზე გავრცელებული ტიპები:

• α-helices არის მკვრივი მორიგეობები მოლეკულის გრძელი ღერძის გარშემო. ერთი მხრივ არის 3.6 ამინომჟავის ნარჩენები, ჰელიქსის მოედანი არის 0.54 ნმ (0.15 ნმ მოდის ერთ ამინომჟავას ნარჩენებზე). სპირალი სტაბილიზირებულია წყალბადის კავშირებით H და O პეპტიდ ჯგუფებს შორის, დაშორებულია 4 ერთეულს შორის. მიუხედავად იმისა, რომ α-helix შეიძლება იყოს მარცხენა ან მარჯვენა, მაგრამ მემარჯვენე ჭარბობს ცილებს. სპირალი იშლება გლუტამინის მჟავის, ლიზინის, არგინინის ელექტროსტატიკური ურთიერთქმედებით. ერთმანეთთან ახლოს, ასპარაგინის, სერონის, ტრეონინისა და ლეიკინის ნარჩენები შეიძლება სტერილურად ერეოდეს ჰელიქსის წარმოქმნაში, პროლინის ნაშთები იწვევენ ჯაჭვის ძვალს და აგრეთვე აზიანებს α- ჰელიქსებს.
• β- ფურცლები (დაკეცილი ფენები) რამდენიმე ზიგზაგის პოლიპეპტიდური ჯაჭვია, რომელშიც წყალბადის ობლიგაციები წარმოიქმნება ერთმანეთთან შედარებით დაშორებულს შორის (0,34 ნმ. თითო ამინომჟავის ნარჩენებისგან) ამინომჟავები პირველადი სტრუქტურის ან სხვადასხვა ცილოვანი ჯაჭვების (ვიდრე მჭიდროდ დაშორებული) ერთმანეთთან შედარებით. იყავით α-helix- ში). ეს ჯაჭვები, როგორც წესი, მიმართულია N- ბოლოებით საპირისპირო მიმართულებით (ანტიპარაზიტული ორიენტაციით) ან ერთი მიმართულებით (პარალელურად β- სტრუქტურა). ასევე შესაძლებელია შერეული β- სტრუქტურის არსებობა, რომელიც შედგება პარალელური და ანტიპარაზულ β- სტრუქტურებისგან. Β- ფურცლების წარმოქმნისთვის მნიშვნელოვანია ამინომჟავების გვერდითი ჯგუფების მცირე ზომები, ჩვეულებრივ, გლიცინი და ალანინი ჭარბობს,
• π-ჰელიქსი
• 3₁₀სპირალები
• არაკონტროლირებადი ფრაგმენტები.

მესამე სტრუქტურა

მესამეთა სტრუქტურა არის პოლიპეპტიდური ჯაჭვის სივრცობრივი სტრუქტურა. სტრუქტურულად, იგი შედგება მეორეხარისხოვანი სტრუქტურის ელემენტებისაგან, რომლებიც სტაბილიზებულია სხვადასხვა ტიპის ურთიერთქმედებით, რომელშიც ჰიდროფობიური ურთიერთქმედებები მნიშვნელოვან როლს ასრულებს. მესამე სტრუქტურის სტაბილიზაცია მოიცავს:

• კოვალენტური ობლიგაციები (ცისტეინის ორ ნარჩენებს შორის - დისულფიდური ხიდი),
• იონური ობლიგაციები ამინომჟავების ნარჩენების საპირისპიროდ დამუხტულ გვერდით ჯგუფებს შორის,
• წყალბადის ობლიგაციები
• ჰიდროფობიური ურთიერთქმედებები. მიმდებარე წყლის მოლეკულებთან ურთიერთობისას, ცილის მოლეკულა იკეცება ისე, რომ ამინომჟავების არაპოლარული გვერდითი ჯგუფები იზოლირდება წყალხსნარიდან, ხოლო პოლარული ჰიდროფილური გვერდითი ჯგუფები მოლეკულის ზედაპირზე ჩნდებიან.

ცილების დასაკეცი პრინციპების კვლევებმა აჩვენა, რომ მოსახერხებელია სხვა დონის ერთმანეთისაგან განვასხვავოთ საშუალო სტრუქტურის დონესა და ატომური სივრცის სტრუქტურას - დასაკეცი მოტივი (არქიტექტურა, სტრუქტურული მოტივი). სტილის მოტივი განისაზღვრება ცილის დომენში მეორადი სტრუქტურის ელემენტების (α-helices და β-strands) ურთიერთდამოკიდებულებით - კომპაქტური გლობულით, რომელიც შეიძლება არსებობდეს თავისით, ან იყოს უფრო დიდი ცილის ნაწილი სხვა დომენებთან ერთად. განვიხილოთ, მაგალითად, ცილების სტრუქტურის ერთ-ერთი დამახასიათებელი მოტივი. ფიგურის მარჯვნივ მარჯვნივ ნაჩვენები გლობალური ცილა, ტრიოსოფოსფატიზომერაზა, აქვს დასაკეცი მოტივი, რომელსაც ეწოდება α / β- ცილინდრი: 8 პარალელურად β- ძაფები ქმნიან β ცილინდრს სხვა ცილინდრში, რომელიც შედგება 8 α- ჰელიქსისგან. ეს მოტივი გვხვდება ცილების დაახლოებით 10% -ში.

ცნობილია, რომ სტილის მოტივები საკმაოდ კონსერვატიულია და გვხვდება ცილებში, რომლებსაც არც ფუნქციური და არც ევოლუციური ურთიერთობები აქვთ. სტილის მოტივების განსაზღვრა ემყარება ცილების ფიზიკურ, ან რაციონალურ კლასიფიკაციას (მაგალითად, CATH ან SCOP).

ცილის სივრცითი სტრუქტურის დასადგენად გამოიყენება რენტგენოლოგიური დიფრაქციის ანალიზების მეთოდები, ბირთვული მაგნიტური რეზონანსი და მიკროსკოპის ზოგიერთი ტიპი.

მეოთხეული სტრუქტურა

მეოთხეული სტრუქტურა (ან ქვედანაყოფი, დომენი) არის რამდენიმე პოლიპეპტიდური ჯაჭვის ერთობლივი მოწყობა, როგორც ერთი ცილოვანი კომპლექსის ნაწილი.ცილის მოლეკულები, რომლებიც ქმნიან პროტეინს მეოთხეული სტრუქტურით, იქმნება ცალკეულ რიბოზებზე და მხოლოდ სინთეზის დასრულების შემდეგ ისინი ქმნიან საერთო სუპრამოლეკულურ სტრუქტურას. მეოთხეული ცილა შეიძლება შეიცავდეს როგორც იდენტურ, ისე სხვადასხვა პოლიპეპტიდურ ჯაჭვებს. მეოთხეული სტრუქტურის სტაბილიზაცია მოიცავს იმავე ტიპის ურთიერთქმედებებს, როგორც მესამედის სტაბილიზაციაში. Supramolecular ცილის კომპლექსები შეიძლება შედგებოდეს ათობით მოლეკულისა.

კლასიფიკაცია შენობის ტიპის მიხედვით

ცილები შეიძლება დაიყოს სამ ჯგუფად სტრუქტურის ზოგადი ტიპის მიხედვით:

1. ფიბრილარული ცილები - ქმნიან პოლიმერებს, მათი სტრუქტურა, ჩვეულებრივ, ძალიან რეგულარულია და მათ უმთავრესად მხარს უჭერენ სხვადასხვა ჯაჭვს შორის ურთიერთქმედებით. ისინი ქმნიან მიკროელემენტებს, მიკროტუბულებს, ფიბრილებს და ხელს უწყობენ უჯრედებისა და ქსოვილების სტრუქტურას. ფიბრილარული ცილები მოიცავს კერატინს და კოლაგენს.
2. გლობალური ცილები წყალში ხსნადია, მოლეკულის ზოგადი ფორმა მეტ-ნაკლებად სფერულია.
3. მემბრანული ცილები - აქვთ დომენები, რომლებიც კვეთენ უჯრედის მემბრანას, მაგრამ მათი ნაწილები მემბრანისგან იშლება უჯრედულ გარემოში და უჯრედის ციტოპლაზმში. მემბრანული ცილები მოქმედებენ როგორც რეცეპტორები, ანუ ისინი გადასცემენ სიგნალებს, აგრეთვე უზრუნველყოფს სხვადასხვა ნივთიერებების ტრანსმემბრანული ტრანსპორტირებას. ცილების გადამზიდავი სპეციფიკურია, თითოეული მათგანი მემბრანაში გადის მხოლოდ გარკვეულ მოლეკულებს ან გარკვეული ტიპის სიგნალს.

მარტივი და რთული ცილები

პეპტიდური ჯაჭვების გარდა, ბევრ ცილაში ასევე შედის არამ-მჟავების ჯგუფები, და ამ კრიტერიუმით ცილები იყოფა ორ დიდ ჯგუფად - მარტივ და რთულ პროტეინებად (პროტეიდები). მარტივი ცილები მხოლოდ პოლიპეპტიდური ჯაჭვებისგან შედგება, კომპლექსური ცილები ასევე შეიცავს არა – ამინომჟავას, ან პროთეზირებულ ჯგუფებს. პროტეზის ჯგუფების ქიმიური ბუნებიდან გამომდინარე, რთული ცილებიდან გამოირჩევა შემდეგი კლასები:

გლიკოპროტეინები, რომლებიც შეიცავს კოვალალურად დაკავშირებული ნახშირწყლების ნაშთებს, როგორც პროთეზირების ჯგუფს, მუკოპოლისაქარიდის ნარჩენების შემცველი გლიკოპროტეინები, რომლებიც მიეკუთვნებიან პროტეოგლიკანების ქვეკლასს. ჩვეულებრივ, სერონის ან ტრეონინის ჰიდროქსილის ჯგუფები მონაწილეობენ ნახშირწყლების ნარჩენებთან კავშირის ფორმირებაში. უჯრედშორისი ცილების უმეტესობა, კერძოდ იმუნოგლობულინებია, გლიკოპროტეინები. პროტეოგლიკანებში ნახშირწყლების ნაწილია

ცილის მოლეკულის მთლიანი მასის 95%, ისინი უჯრედშორისი მატრიქსის მთავარი კომპონენტია,

2. ორგანიზმების რეპროდუქციის ბიოლოგიური მნიშვნელობა. რეპროდუქციის მეთოდები.

1. რეპროდუქცია და მისი მნიშვნელობა.

რეპროდუქცია - მსგავსი ორგანიზმების რეპროდუქცია, რომელიც უზრუნველყოფს

მრავალი ათასწლეულის განმავლობაში სახეობების არსებობა ხელს უწყობს ზრდას

სახეობათა ინდივიდების რაოდენობა, ცხოვრების უწყვეტობა. ასექსუალური, სექსუალური და

ორგანიზმების მცენარეული გამრავლება.

2. ასექსუალური რეპროდუქცია ყველაზე უძველესი გზაა. ინ

ერთი ორგანიზმი მონაწილეობს სექსუალურობაში, ხოლო ყველაზე ხშირად მონაწილეობს სექსუალურ ცხოვრებაში

ორი პიროვნება. მცენარეებში, ასექსუალური რეპროდუქცია სპორების გამოყენებით - ერთი

სპეციალიზებული უჯრედები. წყალმცენარეების, ხავსი, ცხენოსნობა, სპორების გავრცელება

ძარცვები, გვიმრები. მცენარეებისგან გამონაყარის გამონაყარი, მათი ჩანასახვა და განვითარება

მათ ახალი დამხმარე ორგანიზმები ხელსაყრელ პირობებში. უზარმაზარი რაოდენობის სიკვდილი

დავა არახელსაყრელ პირობებში ჩავარდა. კლების ალბათობა

ახალი ორგანიზმები სპორებისგან, რადგან ისინი შეიცავს უამრავ საკვებს და

ნერგი მათ შთანთქავს ძირითადად გარემოდან.

3. მცენარეული გამრავლება - მცენარეების გამრავლება

ვეგეტატიური ორგანოების გამოყენებით: საჰაერო ან მიწისქვეშა გასროლა, ფესვის ნაწილები,

ფოთოლი, ბოლქვი, ბოლქვები. ერთი ორგანიზმის ვეგეტატიური გამრავლების მონაწილეობა

ან მათი ნაწილები. ქალიშვილობის ნათესაობა დედთან, როგორც ეს

აგრძელებს დედის სხეულის განვითარებას. დიდი ეფექტურობა და

მცენარეული გამრავლების გავრცელება ბუნებაში, როგორც შვილობილი ორგანიზმი

დედობრივი ნაწილისგან უფრო სწრაფად ჩამოყალიბდა ვიდრე სპორი. მცენარეული მაგალითები

მეცხოველეობა: რიზომების გამოყენება - ხეობის შროშანი, პიტნა, ხორბლის ხე და ა.შ.

ქვედა ტოტები, რომლებიც ეხება ნიადაგს (ფენებს) - მოცხარის, ველური ყურძნის, ულვაში

- მარწყვი, ბოლქვები - ტიტების, ცისკრის, ნიანგის. მცენარეული საფარის გამოყენება

გაშენება, როდესაც იზრდება კულტივირებული მცენარეები: კარტოფილი გამრავლებულია ტუბერებით,

ბოლქვები - ხახვი და ნიორი, ფენა - მოცხარის და gooseberries, root

შთამომავლობა - ალუბალი, ქლიავი, კალმები - ხეხილი.

4. სექსუალური რეპროდუქცია. სექსუალური რეპროდუქციის არსი

ჩანასახები უჯრედების (გამეტების) ფორმირებისას ხდება მამრობითი უჯრედების უჯრედების შერწყმა

(სპერმი) და ქალი (კვერცხი) - განაყოფიერება და ახლის განვითარება

ქალიშვილი ორგანიზმი განაყოფიერებული კვერცხუჯრედიდან. განაყოფიერების წყალობით

შვილობილი ორგანიზმი ქრომოსომების უფრო მრავალფეროვანი ნაკრებით, რაც მეტს ნიშნავს

სხვადასხვა მემკვიდრეობითი თვისება, რის შედეგადაც იგი შეიძლება აღმოჩნდეს

უფრო ადაპტირებულია ჰაბიტატზე. სექსუალური რეპროდუქციის არსებობა საქართველოში

წყალმცენარეები, ხავსები, გვიმრები, ტანვარჯიშები და ანგიოსპერმიები. გართულება

სქესობრივი პროცესი მცენარეებში მათი ევოლუციის დროს, ყველაზე რთული

ფორმები თესლის მცენარეებში.

5. თესლის გამრავლება ხდება თესლის დახმარებით,

დამახასიათებელია ტანვარჯიშებისა და ანგიოსპერმიების (ანგიოსპერმიები)

ასევე გავრცელებულია მცენარეული გამრავლება). ნაბიჯების თანმიმდევრობა

თესლის გამრავლება: pollination - pollen– ის გადატანა პისტოლეტის სტიგმზე, მისი

germination, წარმოქმნა ორი სპერმის დაყოფით, მათი პროგრესი

ovule, შემდეგ შერწყმა ერთი სპერმის კვერცხით, და მეორე ერთად

მეორადი ბირთვი (ანგიოსპერმებში). ფორმულირება ოვულის თესლიდან -

ემბრიონი საკვები ნივთიერებების მიწოდებით, ხოლო საკვერცხის კედლებიდან - ნაყოფს. თესლი -

ახალი მცენარის ჩანასახი, ხელსაყრელ პირობებში, ის ყლორტებს და პირველად

ნერგი იკვებება თესლის საკვები ნივთიერებებით, შემდეგ კი მისი ფესვებით

იწყებენ ნიადაგისგან წყლისა და მინერალების ათვისებას, ხოლო ფოთლები - ნახშირორჟანგი

გაზი ჰაერიდან მზის შუქზე. ახალი მცენარის დამოუკიდებელი ცხოვრება.

ცილის ბიოფიზიკა

ცილის ფიზიკური თვისებები უჯრედში, წყლის მემბრანისა და მაკრომოლეკულების შეგროვების გათვალისწინებით. ძალიან რთული. ცილის, როგორც შეკვეთილი „ბროლის მსგავსი სისტემის“ ჰიპოთეზა, რომელიც დაცულია რენტგენული დიფრაქციის ანალიზით (1 რეზოლუციით 1 ანგსტრომისთვის), შეფუთვის მაღალი სიმკვრივით, დენატურირების პროცესის კოოპერატიურობასა და სხვა ფაქტებთან დაკავშირებით.

კიდევ ერთი ჰიპოთეზის სასარგებლოდ, ცილების მსგავსი თხევადი თვისებები ინტრაბლობულარული მოძრაობების პროცესებში (შეზღუდული ხტუნვის ან უწყვეტი დიფუზიის მოდელი) დადასტურებულია ნეიტრონის გაფანტვის, Mössbauer სპექტროსკოპიის შესახებ ჩატარებული ექსპერიმენტებით.

უნივერსალური მეთოდი: რიბოსომული სინთეზი

ცილები სინთეზირებულია ცოცხალი ორგანიზმების მიერ ამინომჟავებისგან, გენებში დაშიფრული ინფორმაციის საფუძველზე. თითოეული ცილა შედგება ამინომჟავების ნარჩენების უნიკალური თანმიმდევრობისგან, რომელიც განისაზღვრება ცილის კოდირების გენის ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობით. გენეტიკური კოდი არის დნმ-ის ნუკლეოტიდის თანმიმდევრობის თარგმნის მეთოდი (რნმ-ის საშუალებით) პოლიპეპტიდური ჯაჭვის ამინომჟავის თანმიმდევრობით. ეს კოდი განსაზღვრავს რნმ-ის ტრიუკლეოტიდური სექციების შესაბამისობას, ე.წ კოდონებს და გარკვეულ ამინომჟავებს, რომლებიც შედიან პროტეინში: AUG ნუკლეოტიდის თანმიმდევრობა, მაგალითად, შეესაბამება მეთიონინს. მას შემდეგ, რაც დნმ-ს შეიცავს ოთხი ტიპის ნუკლეოტიდი, შესაძლო კოდონების საერთო რაოდენობაა 64, და რადგან 20 ამინომჟავა გამოიყენება ცილებში, ბევრი ამინომჟავა განისაზღვრება ერთზე მეტ კოდონზე. სამი კოდონი უმნიშვნელოა: ისინი ემსახურებიან როგორც გაჩერების სიგნალებს პოლიპეპტიდური ჯაჭვის სინთეზისთვის და მათ უწოდებენ ტერმინაციის კოდონებს, ანუ შეჩერებით კოდონებს.

კოდირების პროტეინები გენერირდება RNA პოლიმერაზის ფერმენტების მიერ მესენჯერი რნმ-ის (mRNA) ნუკლეოტიდურ თანმიმდევრობაში. შემთხვევათა უმრავლესობაში, ცოცხალი ორგანიზმების ცილები სინთეზირებულია რიბოზომებზე - მრავალკომპონენტური მოლეკულური აპარატები, რომლებიც იმყოფებიან უჯრედების ციტოპლაზმში. MRNA მატრიქსზე რიბოზომის საშუალებით პოლიპეპტიდური ჯაჭვის სინთეზირების პროცესს ეწოდება თარგმანი.

რიბოსომული ცილის სინთეზი ძირეულად იგივეა პროკარიოტებში და ევკარიოტებში, მაგრამ განსხვავდება ზოგიერთ დეტალში. ამრიგად, პროკარიოტული mRNA- ს საშუალებით შეიძლება წაიკითხონ რიბოზომები ცილების ამინომჟავის თანმიმდევრობით, ტრანსკრიფციისთანავე ან თუნდაც მისი დასრულებისთანავე. ევკარიოტებში პირველადი ტრანსკრიპტი პირველ რიგში უნდა გაიაროს ცვლილებების სერია და გადავიდეს ციტოპლაზმში (რიბომომა მდებარეობისკენ), სანამ თარგმნის დაწყება მოხდება. ცილების სინთეზის მაჩვენებელი უფრო მაღალია პროკარიოტებში და წამში შეიძლება მიაღწიოს 20 ამინომჟავას.

თარგმნის დაწყებამდეც კი, ამინოაცილ-tRNA სინთეზაზის ფერმენტები სპეციალურად ამინომჟავებს ანიჭებენ შესაბამის სატრანსპორტო RNA- ს (tRNA). TRNA- ს რეგიონს, რომელსაც ანტიქოდონი ჰქვია, შეუძლია კომპონენტი შეაერთოს mRNA კოდონს, რითაც უზრუნველყოფს tRNA- ს თანდართული ამინომჟავის ნარჩენების ჩართვას პოლიპეპტიდურ ჯაჭვში, გენეტიკური კოდექსის შესაბამისად.

თარგმანის საწყის ეტაპზე, ინიცირებისას, ინიციატორის (ჩვეულებრივ, მეთიონინის) კოდს აღიარებენ რიბოსომის მცირე ქვედანაყოფი, რომელსაც ამინოცილირებული მეთიონინი tRNA ერთვის, ინიცირების ცილოვანი ფაქტორების გამოყენებით. საწყისი კოდონის ამოცნობის შემდეგ დიდი ქვედანაყოფი უერთდება რიბოსომის მცირე ქვედანაყოფს და იწყება თარგმნის მეორე ეტაპი, დრეკადობა. რიბოზომის თითოეულ საფეხურზე mRNA- ს 5'- დან 3'-ბოლოდან იკითხება ერთი კოდონი მასსა და მასში შემავალი სატრანსპორტო რნმ-ს შორის წყალბადის ობლიგაციების ფორმირებით, რომელსაც თან ერთვის შესაბამისი ამინომჟავის ნარჩენები. მზარდი პეპტიდის ბოლო ამინომჟავის ნარჩენებსა და tRNA– ს თანდართული ამინომჟავის ნარჩენებს შორის პეპტიდური კავშირის წარმოქმნა ხდება კატალონიზაცია ribosomal RNA– ით (rRNA), რაც ქმნის რიბოსომის პეპტიდილური ტრანსფერაზას ცენტრს. ეს ცენტრი აზოტისა და ნახშირბადის ატომებს ათავსებს პოზიციაში, რეაქციის გავლისთვის. თარგმნის მესამე და ბოლო ეტაპი, შეწყვეტა ხდება მაშინ, როდესაც რიბოზიომა აღწევს გაჩერების კოდონს, რის შემდეგაც ცილის შეწყვეტის ფაქტორები ატენიანებენ კავშირს ბოლო tRNA- სა და პოლიპეპტიდურ ჯაჭვს შორის, შეწყვეტენ მის სინთეზს. რიბოსომებში ცილები ყოველთვის სინთეზირდება N- დან C- ტერმინამდე.

ნერიბოზომიური სინთეზი

ქვედა სოკოების და ზოგიერთი ბაქტერიების შემთხვევაში, ცნობილია პეპტიდების ბიოსინთეზის დამატებითი (არა რიბოზომიური, ან მულტიენზიმიური) მეთოდი, ჩვეულებრივ, მცირე და უჩვეულო სტრუქტურის შესახებ.ამ პეპტიდების სინთეზს, ჩვეულებრივ, მეორად მეტაბოლიტებს, ახორციელებს მაღალი მოლეკულური წონის ცილოვანი კომპლექსი, NRS სინთაზა, რიბოზომების უშუალო მონაწილეობის გარეშე. NRS სინთაზა ჩვეულებრივ შედგება რამდენიმე დომენისგან ან ცალკეული ცილისგან, რომლებიც ირჩევენ ამინომჟავებს, ქმნიან პეპტიდურ კავშირს და ათავისუფებენ სინთეზირებულ პეპტიდს. ერთად, ამ დომენებს ქმნიან მოდული. თითოეული მოდული უზრუნველყოფს ერთი ამინომჟავის შეყვანას სინთეზირებულ პეპტიდში. NRS სინთეზები ამრიგად შეიძლება შედგებოდეს ერთი ან რამდენიმე მოდულისგან. ზოგჯერ, ამ კომპლექსებში შედის დომენი, რომელსაც შეუძლია იზომერირება მოახდინოს L- ამინომჟავები (ნორმალური ფორმა) D- ფორმაში.

ქიმიური სინთეზი

მოკლე ცილები შეიძლება ქიმიურად სინთეზირდეს ორგანული სინთეზის მეთოდების გამოყენებით, მაგალითად, ქიმიური ლიგირებისთვის. ყველაზე ხშირად, პეპტიდის ქიმიური სინთეზი ხდება C- ტერმინიდან N- ტერმინამდე მიმართულებით, განსხვავებით რიბოსომებზე ბიოსინთეზის საწინააღმდეგოდ. ქიმიური სინთეზის მეთოდი წარმოქმნის ხანმოკლე იმუნოგენურ პეპტიდებს (ეპიტოპებს), რომლებიც შემდეგ ცხოველებში ინერგება, რათა მიიღონ კონკრეტული ანტისხეულები ან ჰიბრიდომები. გარდა ამისა, ეს მეთოდი ასევე გამოიყენება გარკვეული ფერმენტების ინჰიბიტორების მოსაპოვებლად. ქიმიური სინთეზი საშუალებას იძლევა ამინომჟავების ნარჩენების შეყვანა, რომლებიც ჩვეულებრივ პროტეინებში არ გვხვდება, მაგალითად, მათში, ვისაც ფლუორესცენტული ეტიკეტები აქვთ დამაგრებული თავიანთი გვერდითი ჯაჭვებით. ცილების სინთეზის ქიმიურ მეთოდებს აქვს რამდენიმე შეზღუდვა: ისინი არაეფექტურია ცილის სიგრძეზე მეტი 300 ამინომჟავის ნარჩენებით, ხელოვნურად სინთეზირებულ ცილებს შეიძლება ჰქონდეთ არარეგულარული მესამეული სტრუქტურა და არ გააჩნიათ დამახასიათებელი პოსტ-თარგმანის მოდიფიკაციები (იხ. ქვემოთ).

თარგმანის შემდგომი მოდიფიკაცია

თარგმანის დასრულების შემდეგ, ცილების უმეტესობა შემდგომ ქიმიურ მოდიფიკაციას განიცდის, რომელსაც ეწოდება პოსტ-თარგმანის შეცვლა. ცნობილია ცილების შემდგომი თარგმანის მოდიფიცირების ორასზე მეტი ვარიანტი.

პოსტ-თარგმანის მოდიფიკაციებმა შეიძლება დაარეგულიროს ცილაში შემავალი ცილების სიცოცხლის ხანგრძლივობა, მათი ფერმენტული მოქმედება და სხვა ცილებთან ურთიერთქმედება. ზოგიერთ შემთხვევაში, პოსტ-თარგმანის მოდიფიკაცია წარმოადგენს ცილის მომწიფების სავალდებულო ეტაპს, წინააღმდეგ შემთხვევაში ეს ფუნქციურად არააქტიურია. მაგალითად, ინსულინის და ზოგიერთ სხვა ჰორმონების მომწიფებასთან ერთად, საჭიროა პოლიპეპტიდური ჯაჭვის შეზღუდული პროტეოლიზი, ხოლო პლაზმური მემბრანის ცილების მომწიფებასთან ერთად, საჭიროა გლიკოზილირება.

თარგმანის შემდგომი მოდიფიკაციები შეიძლება იყოს გავრცელებული და იშვიათი, უნიკალური. უნივერსალური მოდიფიკაციის მაგალითია ubiquitination (მოკლე ubiquitin ცილის რამდენიმე მოლეკულის ჯაჭვის მიმაგრება ცილაზე), რომელიც პროტეაზონის მიერ ამ ცილის გაყოფის სიგნალს წარმოადგენს. კიდევ ერთი გავრცელებული მოდიფიკაციაა გლიკოზილაცია - დადგენილია, რომ ადამიანის ცილების დაახლოებით ნახევარი გლიკოზილირდება. იშვიათი მოდიფიკაციები მოიცავს ტუბულინის ტიროზინაციას / დისტროზინაციას და პოლიგლიკაციას.

ერთსა და იმავე პროტეინს შეუძლია განიცადოს მრავალი მოდიფიკაცია. ასე რომ, ჰისტონებს (ცილებს, რომლებიც ქრომატინის ნაწილია ევკარიოტებში), სხვადასხვა პირობებში შეიძლება გაიარონ 150-ზე მეტმა სხვადასხვა მოდიფიკაციამ.

თარგმანის შემდგომი ცვლილებები იყოფა:

• მთავარი მიკროსქემის მოდიფიკაცია,
  • N- ტერმინალის მეთიონინის ნარჩენების გაშლა,
  • შეზღუდული პროტეოლიზი - ცილის ფრაგმენტის მოხსნა, რომელიც შეიძლება მოხდეს ბოლოებიდან (სიგნალის რიგითების გაყოფა) ან, ზოგიერთ შემთხვევაში, მოლეკულის შუაგულში (ინსულინის მომწიფება),
  • სხვადასხვა ქიმიური ჯგუფების შეერთება ამინო და კარბოქსილის ჯგუფების განთავისუფლებასთან (N- აცილაცია, მირისტოლილაცია და ა.შ.),
• ამინომჟავების გვერდითი ჯაჭვების ცვლილებები,
  • მცირე ქიმიური ჯგუფების დამატება (გლიკოზილაცია, ფოსფორილირება და ა.შ.),
  • ლიპიდების და ნახშირწყალბადების დამატება,
  • სტანდარტული ამინომჟავების ნარჩენების შეცვლა არასტანდარტულად (ციტრულინის წარმოქმნა),
  • ცისტეინის ნარჩენებს შორის დისულფიდური ხიდების ფორმირება,
• მცირე ცილების დამატება (sumoylation და ubiquitination).

უჯრედშორისი ტრანსპორტი და დახარისხება

ევკარიოტიკური უჯრედის ციტოპლაზში სინთეზირებული ცილები უნდა გადაიტანონ უჯრედების სხვადასხვა ორგანიზმში: ბირთვს, მიტოქონდრიას, ენდოპლაზმურ რეტიკულუმს (EPR), გოლგის აპარატს, ლიზოსომებს და ა.შ., ხოლო ზოგიერთი ცილა უნდა შევიდეს უჯრედშემკვრელ საშუალოში. უჯრედის გარკვეულ მონაკვეთში შესასვლელად, პროტეინს უნდა ჰქონდეს კონკრეტული ეტიკეტი. უმეტეს შემთხვევაში, ასეთი ეტიკეტი წარმოადგენს თავად ცილის ამინომჟავის თანმიმდევრობის ნაწილს (ლიდერი პეპტიდი, ან ცილის სიგნალის თანმიმდევრობა), მაგრამ ზოგიერთ შემთხვევაში, ცილაზე დამაგრებული ოლიგოსაქარიდები არიან ეტიკეტი.

ცილების ტრანსპორტირება EPR- ში ხორციელდება მათი სინთეზირების შედეგად, ვინაიდან რიბოზომები ცილების სინთეზირებას ახდენენ EPR- ის სიგნალის თანმიმდევრობით EPR- სთვის "იჯდეს" მის გარე გარსზე სპეციალურ ცილებზე. EPR– დან გოლგის აპარატამდე და იქიდან ლიზოსომებამდე და გარე მემბრანამდე, ან უჯრედულქვეშა მედიამდე, ცილები შედიან ვეზიკულური ტრანსპორტით. ცილები, რომელთაც აქვთ ბირთვული ლოკალიზაციის სიგნალი, ბირთვში შედიან ბირთვში. მიტოქონდრიასა და ქლოროპლასტებში ცილები, რომლებსაც აქვთ შესაბამისი სიგნალის თანმიმდევრობა, შედიან სპეციალურ ცილოვანი თარჯიმნის ფორებში, შაპერონების მონაწილეობით.

სტრუქტურის შენარჩუნება და დეგრადაცია

ცილების სწორი სივრცული სტრუქტურის შენარჩუნება მნიშვნელოვანია მათი ნორმალური ფუნქციონირებისთვის. მათი აგრეგაციისაკენ მიმავალი ცილების არასწორად დასაკეცი შეიძლება გამოწვეული იყოს მუტაციებით, დაჟანგვით, სტრესული პირობებით, ან უჯრედების ფიზიოლოგიაში გლობალური ცვლილებებით. ცილების დაგროვება დაბერების დამახასიათებელი ნიშანია. ითვლება, რომ ცილის არასწორად დასაკეცი არის ისეთი დაავადებების მიზეზი ან გამწვავება, როგორიცაა ცისტური ფიბროზი, ლიზოსომული დაგროვების დაავადება. აგრეთვე ნეიროგენერაციული დარღვევები (ალცჰეიმერი, ჰანტინგტონი და პარკინსონი).

უჯრედების ევოლუციის პროცესში, შემუშავებულია ოთხი ძირითადი მექანიზმი ცილის დაგროვების საწინააღმდეგოდ. პირველი ორი - განმეორებითი დასაკეცი (განმეორებადი) ჩაპერონების დახმარებით და პროტეაზებით გაყოფილი - გვხვდება როგორც ბაქტერიებში, ასევე უფრო მაღალ ორგანიზმებში. ავტოფაგია და არასასოფლოებით დაკეცილი ცილების დაგროვება სპეციალურ არა-მემბრანულ ორგანულებში დამახასიათებელია ევკარიოტებისათვის.

ცილების უნარის აღდგენა სწორი სამგანზომილებიანი სტრუქტურის დენატრიაციის შემდეგ, საშუალებას მოგვცეს ჰიპოთეზა, რომ ცილის საბოლოო სტრუქტურის შესახებ ყველა ინფორმაცია შეიცავს ამინომჟავების თანმიმდევრობას. ამჟამად არსებობს თეორია, რომ ცილის სტაბილურ კონფორმირებას აქვს მინიმალური თავისუფალი ენერგია, ამ პოლიპეპტიდის სხვა შესაძლო კონფიგურაციებთან შედარებით.

უჯრედებში არსებობს ცილების ჯგუფი, რომელთა ფუნქციაა რიბოზომაზე მათი სინთეზის შემდეგ სხვა ცილების სწორად დასაკეცი უზრუნველყოფა, მათი დაზიანების შემდეგ ცილების სტრუქტურის აღდგენა, აგრეთვე ცილოვანი კომპლექსების შექმნა და დისოციაცია. ამ ცილებს უწოდებენ კაპერონებს. უჯრედში მრავალი შაპერონის კონცენტრაცია იზრდება გარემოს ტემპერატურის მკვეთრი მომატებით, ამიტომ ისინი მიეკუთვნებიან Hsp ჯგუფს (ინგლისური სითბოს შოკის ცილები - სითბოს შოკის ცილები). შაპერონების ნორმალური ფუნქციონირების მნიშვნელობა სხეულის ფუნქციონირებისთვის შეიძლება ასახავდეს α- კრისტალური შპერონის მაგალითს, რომელიც ადამიანის თვალის ობიექტივის ნაწილია. ამ ცილაში მუტაცია იწვევს ლინზების გადაკეტვას ცილების დაგროვების შედეგად და, შედეგად, კატარაქტის დროს.

თუ ცილების მესამედი სტრუქტურა ვერ აღდგება, ისინი უჯრედს ანადგურებენ. ფერმენტებს, რომლებიც გადაგვარებენ ცილებს, პროტეზები ეწოდება.სუბსტრატის მოლეკულის შეტევის ადგილზე პროტეოლიზური ფერმენტები იყოფა ენდოპეპტიდაზებად და ეგზოპეპტიდაზებად:

• ენდოპეპტიდაზები, ან პროტეინაზები, პეპტიდურ ჯაჭვში ასუფთავებენ პეპტიდურ კავშირებს. ისინი ამოიცნობენ და აკავშირებენ სუბსტრატების მოკლე პეპტიდურ მიმდევრობას და შედარებით სპეციალურად ატენიანებენ კავშირებს გარკვეულ ამინომჟავების ნარჩენებს შორის.
• ეგზოპეპტიდაზები ჰიდროლიზურ პეპტიდებს ატარებენ ჯაჭვის ბოლოებიდან: ამინოპეპტიდები, N- ტერმინიდან, კარბოქსიპეპტიდები, C- ტერმინალიდან. დაბოლოს, დიპეპტიდები მხოლოდ დიპეპტიდებს აშორებენ.

კატალიზაციის მექანიზმის თანახმად, ბიოქიმიისა და მოლეკულური ბიოლოგიის საერთაშორისო კავშირი განსაზღვრავს პროტეაზების რამდენიმე კლასს, მათ შორისაა serine proteases, aspartic proteases, cysteine ​​proteases, and metopoproteases.

პროტეაზას განსაკუთრებული ტიპია პროტეაზომი, დიდი მულტისუბუნიტული პროტეაზა, რომელიც იმყოფება ბირთვში და ციკლოპლაზში ევკარიოტების, არქეებისა და ზოგიერთი ბაქტერიების დროს.

იმისთვის, რომ სამიზნე პროტეინმა გაირკვეს პროტეზას საშუალებით, მას უნდა შეაფასოს იუბუციტინის მცირე ცილა. Ubiquitin– ის დამატებითი რეაქცია კატალიზირდება ubiquitin ligase ფერმენტებით. პირველი ubiquitin მოლეკულის დამატება ცილაში ემსახურება ლიგაზების სიგნალს ubiquitin მოლეკულების შემდგომი დამატებისთვის. შედეგად, პოლიუბიკიტინის ჯაჭვი მიმაგრებულია პროტეინს, რომელიც აერთებს პროტეზას და უზრუნველყოფს სამიზნე ცილის გაყოფას. ზოგადად, ამ სისტემას ეწოდება ubiquitin დამოკიდებული ცილის დეგრადაცია. უჯრედშიდა ცილების 80-90% -იანი დეგრადაცია ხდება პროტეაზონის მონაწილეობით.

ცილოვანი დეგრადაცია პეროქსიზომებში მნიშვნელოვანია მრავალი უჯრედული პროცესისთვის, მათ შორის უჯრედის ციკლში, გენის გამოხატვის რეგულირებაზე და ჟანგვითი სტრესზე რეაგირებისთვის.

აუტოფაგია წარმოადგენს გრძელვადიანი ბიომოლეკულების, კერძოდ ცილების, აგრეთვე ორგანულების ლიზოსომებში (ძუძუმწოვრებში) ან ვაკუოლებში (საფუარში) დეგრადაციის პროცესს. აუტოფაგი თან ახლავს ნებისმიერი ნორმალური უჯრედის სასიცოცხლო მოქმედებას, მაგრამ საკვებ ნივთიერებების ნაკლებობა, ციტოპლაზმში დაზიანებული ორგანულებების არსებობა და, დაბოლოს, ციტოპლაზმში ნაწილობრივ დენოტირებული ცილების და მათი აგრეგატების არსებობა, შეიძლება სტიმულებად იქცეს უჯრედებში აუტოფაგიის პროცესების გასაძლიერებლად.

გამოირჩევა ავტოფაგიის სამი ტიპი: მიკროავტოფაგია, მაკროავტოფაგი და კაპერონიდამოკიდებული ავტოფაგია.

მიკროავტოგენის დროს, მაკრომოლეკულები და უჯრედული გარსების ფრაგმენტები იპყრობს ლიზოსომას. ამ გზით, უჯრედს შეუძლია დაიჯეროს ცილები ენერგიის ნაკლებობით ან სამშენებლო მასალებით (მაგალითად, შიმშილობის დროს). მაგრამ მიკროავტოლოგიის პროცესები ნორმალურ პირობებში ვითარდება და, ზოგადად, განურჩეველია. ზოგჯერ ორგანოიდები თხრიან აგრეთვე მიკროავტოფაგის დროს, მაგალითად, პეროქსიზომების მიკროავტოპაგია და ბირთვების ნაწილობრივი მიკროავტოფაგია, რომელშიც უჯრედი სიცოცხლისუნარიანად რჩება, აღწერილია საფუარი.

მაკროავტოლოგიაში, ციტოპლაზმის ნაწილი (ხშირად შეიცავს ნებისმიერ ორგანიზმს) გარს გარსის ნაწილებით არის გარშემორტყმული, ენდოპლაზმული რეტიკულუმის ცისტერნის მსგავსი. შედეგად, ეს საიტი ციტოპლაზმის დანარჩენი ნაწილისგან გამოყოფილია ორი მემბრანით. ასეთ ორმაგ მემბრანულ ორგანულებს ეწოდება ავტოფაგოსომა. აუტოფაგოსომა შერწყმა ხდება ლიზოსომებთან, აყალიბებს ავტოფაგოლიზოსომებს, რომელთა შემადგენლობაშიც ორგანულებისა და ავტოფაგოსომების დანარჩენი შინაარსი იჭრება. როგორც ჩანს, მაკროავტოფაგი ასევე არჩევითია, თუმცა ხშირად ხაზი გაუსვა იმას, რომ მისი დახმარებით უჯრედს შეუძლია თავი დააღწიოს ორგანიზმებს, რომლებიც "მოძველებულია" (მიტოქონდრია, რიბოზომები და ა.შ.).

ავტოფაგიის მესამე ტიპი არის chaperone დამოკიდებული. ამ მეთოდით ხდება ციტოპლაზმის ნაწილობრივი დენატრირებული ცილების მიმართულების ტრანსპორტირება ლიზოსომური მემბრანის მეშვეობით მის ღრუში, სადაც ხდება მათი მონელება. ავტოფაგიის ეს ტიპი, რომელიც აღწერილია მხოლოდ ძუძუმწოვრებში, გამოწვეულია სტრესი.

JUNQ და IPOD

სტრესის პირობებში, როდესაც ევკარიოტული უჯრედი ვერ უმკლავდება დიდი რაოდენობით დენატრირებული ცილების დაგროვებას, მათი გაგზავნა შესაძლებელია დროებითი ორგანოების ერთ – ორ სახეობასთან - JUNQ და IPOD (ინგლისურ) რუსულ ენაზე. .

JUNQ (Eng. JUxta ბირთვული ხარისხის კონტროლის განყოფილება) ასოცირდება ბირთვული მემბრანის გარეთა მხარესთან და შეიცავს ubiquitulated ცილებს, რომელთაც შეუძლიათ სწრაფად გადაადგილება ციტოპლაზმში, აგრეთვე ჩაპერონები და პროტეაზომები. JUNQ– ის დანიშნულების ფუნქციაა ცილების განახლება და / ან გადაგვარება.

IPOD (ინგლისურად დაუშვებელი ცილების ანაბარი - უხსნადი ცილების დეპონირების ადგილი) მდებარეობს ცენტრალურ ვაკუოლთან ახლოს და შეიცავს ამილოიდების წარმოქმნის ცილების უძრავ აგრეგატებს. ამ ცილების დაგროვებამ IPOD- ში შეიძლება ხელი შეუშალოს მათ ურთიერთქმედებას ნორმალურ უჯრედულ სტრუქტურებთან, შესაბამისად, ითვლება, რომ ამ ინკლუზიას აქვს დამცავი ფუნქცია.

ცილების ფუნქციები სხეულში

სხვა ბიოლოგიური მაკრომოლეკულების მსგავსად (პოლისაქარიდები, ლიპიდები და ნუკლეინის მჟავები), ცილები ყველა ცოცხალი ორგანიზმის აუცილებელი კომპონენტია და მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ უჯრედის ცხოვრებაში. ცილები ახორციელებენ მეტაბოლურ პროცესებს. ისინი შიდა უჯრედული სტრუქტურების ნაწილია - ორგანელებისა და ციტოსკლეკონი, რომლებიც გამოიყოფა უჯრედშორისი სივრცეში, სადაც მათ შეუძლიათ იმოქმედონ, როგორც უჯრედებს შორის გადაცემული სიგნალი, მონაწილეობა მიიღონ საკვების ჰიდროლიზში და ინტერცელულარული ნივთიერების ფორმირებაში.

ცილების კლასიფიკაცია მათი ფუნქციების მიხედვით საკმაოდ თვითნებურია, რადგან იმავე ცილას შეუძლია რამდენიმე ფუნქციის შესრულება. ამგვარი მრავალფუნქციონალობის კარგად შესწავლილი მაგალითია ლიზილ tRNA სინთეზა, ფერმენტი ამინოაცილის tRNA სინთეზაზების კლასიდან, რომელიც არა მხოლოდ ლიზინის ნარჩენებს ანიჭებს tRNA- ს, არამედ არეგულირებს რამოდენიმე გენის ტრანსკრიპციას. ცილები ასრულებენ მრავალ ფუნქციას მათი ფერმენტული მოქმედების გამო. ამრიგად, ფერმენტებია მიოსინის საავტომობილო ცილა, მარეგულირებელი ცილა კინაზის ცილები, სატრანსპორტო ცილა ნატრიუმ-კალიუმის ადენოზინის ტრიფოსფატაზა და ა.შ.

კატალიტიკური ფუნქცია

ორგანიზმში ცილების ყველაზე ცნობილი ფუნქციაა სხვადასხვა ქიმიური რეაქციების კატალიზაცია. ფერმენტები არის ცილები, რომლებსაც აქვთ სპეციფიკური კატალიტიკური თვისებები, ანუ თითოეული ფერმენტი ანალიზებს ერთ ან რამდენიმე მსგავს რეაქციას. ფერმენტები აანალიზებენ რთული მოლეკულების გაყოფას (კატაბოლიზმი) და მათ სინთეზს (ანაბოლიზმი), მათ შორის დნმ-ის რეპლიკაციასა და შეკეთებასა და მატრიქსული რნმ-ის სინთეზს. 2013 წლისთვის აღწერილია 5000-ზე მეტი ფერმენტი. ფერმენტული კატალიზაციის შედეგად რეაქციის დაჩქარება შეიძლება იყოს უზარმაზარი: ფერმენტით ოროტიდინ -5'-ფოსფატ დეკარბოქსილაზით დაანგარიშებული რეაქცია, მაგალითად, 10 17 ჯერ უფრო სწრაფად მიმდინარეობს, ვიდრე არაკატალიზირებული (ოროციუმის მჟავას დეკარბოქსილირების ნახევარგამოყოფის პერიოდია ფერმენტის გარეშე და 18 მილიონი წელი). მოლეკულებს, რომლებიც ენიჭება ფერმენტს და იცვლება რეაქციის შედეგად, ეწოდება სუბსტრატები.

მიუხედავად იმისა, რომ ფერმენტები, როგორც წესი, შედგება ასობით ამინომჟავის ნარჩენებისგან, მათი მხოლოდ მცირე ნაწილი ურთიერთქმედებს სუბსტრატთან, და კიდევ უფრო მცირე რაოდენობით - საშუალოდ 3-4 ამინომჟავის ნარჩენები, რომლებიც ხშირად ერთმანეთისგან შორს მდებარეობს, პირველადი სტრუქტურაში - უშუალოდ მონაწილეობენ კატალიზში. ფერმენტის მოლეკულის იმ ნაწილს, რომელიც უზრუნველყოფს სუბსტრატისა და კატალიზის შეკავშირებას, ეწოდება აქტიური ცენტრი.

1992 წელს, ბიოქიმიისა და მოლეკულური ბიოლოგიის საერთაშორისო კავშირმა შემოგვთავაზა ფერმენტების იერარქიული ნომენკლატურის საბოლოო ვერსია მათ მიერ დაფიქსირებული რეაქციების ტიპზე. ამ ნომენკლატურის თანახმად, ფერმენტების სახელებს ყოველთვის უნდა ჰქონდეს დასასრული -საფუძვლები და ჩამოაყალიბეთ კატალიზური რეაქციების სახელები და მათი სუბსტრატები. თითოეულ ფერმენტს ენიჭება ინდივიდუალური კოდი, რომლითაც ადვილია მისი პოზიციის დადგენა ფერმენტების იერარქიაში.კატალიზებული რეაქციების ტიპის მიხედვით, ყველა ფერმენტი იყოფა 6 კლასად:

• CF 1: oxidoreductases, რომელიც კატალიზაციას ახდენს რედოქსიურ რეაქციებს,
• CF 2: ტრანსფერაზები, რომლებიც ახდენენ ქიმიური ჯგუფების გადატანას ერთი სუბსტრატის მოლეკულიდან მეორეში გადატანისაგან.
• CF 3: ჰიდროლიზები, რომლებიც ახდენენ ქიმიური ობლიგაციების ჰიდროლიზაციას,
• CF 4: ლიზაზები, რომლებიც ახდენენ ქიმიური ობლიგაციების დაშლას ჰიდროლიზის გარეშე, ერთ პროდუქტში ორმაგი ბონდის ფორმირებით.
• CF 5: იზომერაზები, რომლებიც ახდენენ სტრუქტურული ან გეომეტრიული ცვლილებების კატალიზაციას სუბსტრატის მოლეკულში,
• CF 6: ლიგაზები, რომლებიც ახდენენ ქიმიური კავშირების წარმოქმნას სუბსტრატებს შორის ATP დიფოსფატის ბონდის ან მსგავსი ტრიფოსფატის ჰიდროლიზაციის გამო.

სტრუქტურული ფუნქცია

ციტოსკონტროლის სტრუქტურული ცილები, როგორც ერთგვარი არმატურა, ფორმის უჯრედები და მრავალი ორგანიზმი, და მონაწილეობს უჯრედების ფორმის შეცვლაში. სტრუქტურული ცილების უმეტესობა არის ძაფისებრი: აქტინისა და ტუბულინის მონომერები, მაგალითად, გლობულური, ხსნადი ცილებია, მაგრამ პოლიმერიზაციის შემდეგ ისინი ქმნიან გრძივ სტრიებს, რომლებიც ქმნიან ციტოქსელოზს, რაც უჯრედს აძლევს ფორმის შენარჩუნებას. კოლაგენი და ელასტინი არის შემაერთებელი ქსოვილის უჯრედშორისი ნივთიერების ძირითადი კომპონენტები (მაგალითად, ხრტილოვანი ნივთიერებები), ხოლო თმის, ფრჩხილების, ფრინველის ბუმბულით და ზოგიერთი ჭურვი სხვა კერატინის სტრუქტურული ცილისგან შედგება.

დამცავი ფუნქცია

ცილების დამცავი ფუნქციების რამდენიმე სახეობა არსებობს:

1. ფიზიკური დაცვა. სხეულის ფიზიკურ დაცვას უზრუნველყოფს კოლაგენი, პროტეინი, რომელიც ქმნის შემაერთებელი ქსოვილების უჯრედშორისი ნივთიერების საფუძველს (მათ შორის ძვლებს, ხრტილს, ტენდონებს და კანის ღრმა ფენებს (დერმებს)), კერატინს, რომელიც ქმნის რქოვან ფარებზე, თმებზე, ბუმბულებზე, რქებზე და ეპიდერმისის სხვა წარმოებულებზე. როგორც წესი, ასეთი ცილები განიხილება, როგორც ცილები, რომელთაც აქვთ სტრუქტურული ფუნქცია. ამ ჯგუფის ცილების მაგალითებია ფიბრინოგენი და თრომბინი, რომლებიც მონაწილეობენ სისხლის კოაგულაციაში.
2. ქიმიური დაცვა. ტოქსინების პროტეინის მოლეკულებთან დაკავშირებამ შეიძლება გამოიწვიოს მათი დეტოქსიკაცია. განსაკუთრებით მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ადამიანებში დეტოქსიკაციის საქმეში ღვიძლის ფერმენტები, რომლებიც იშლება შხამები ან გადააქვთ ისინი ხსნად ფორმაში, რაც ხელს უწყობს მათ სწრაფ გამოდევნას სხეულიდან.
3. იმუნური დაცვა. ცილები, რომლებიც ქმნიან სისხლს და სხეულის სხვა სითხეებს, მონაწილეობენ ორგანიზმის თავდაცვითი რეაქციაში როგორც პათოგენების დაზიანების, ისე შეტევის დროს. შემავსებელი სისტემის პროტეინები და ანტისხეულები (იმუნოგლობულინები) მეორე ჯგუფის ცილებს მიეკუთვნებიან, ისინი ანეიტრალებენ ბაქტერიებს, ვირუსებს ან უცხო ცილებს. ანტისხეულები, რომლებიც ადაპტირებული იმუნური სისტემის ნაწილია, მიმაგრებულია სხეულისთვის უცხო ნივთიერებებით, ანტიგენებით, და ამით ანეიტრალებს მათ, მიმართავს განადგურების ადგილებში. ანტისხეულების საიდუმლოება შესაძლებელია უჯრედშორის სივრცეში ან დაფიქსირდეს სპეციალიზებული B- ლიმფოციტების მემბრანებში, რომელსაც ეწოდება პლაზმოციტები.

მარეგულირებელი ფუნქცია

უჯრედების შიგნით მრავალი პროცესი რეგულირდება ცილის მოლეკულებით, რომლებიც არც ენერგიის წყაროა და არც სამშენებლო მასალა უჯრედისათვის. ეს ცილები არეგულირებს უჯრედების წინსვლას უჯრედულ ციკლში, ტრანსკრიფციაზე, თარგმნაზე, შერწყმაზე, სხვა ცილების მოქმედებასა და სხვა მრავალ პროცესებზე. ცილები ასრულებენ მარეგულირებელ ფუნქციას ან ფერმენტული აქტივობის გამო (მაგალითად, ცილოვანი კინაზები), ან სხვა მოლეკულებისთვის სპეციფიკური კავშირის გამო. ამრიგად, ტრანსკრიპციის ფაქტორებს, აქტივატორულ ცილებს და რეპრესორების ცილებს შეუძლიათ დაარეგულირონ გენების ტრანსკრიფციის ინტენსივობა მათი მარეგულირებელი რიგითების შესაბამისად. თარგმანის დონეზე, მრავალი mRNA- ს კითხვა ასევე რეგულირდება ცილოვანი ფაქტორების დამატებით.

უჯრედული პროცესების რეგულირებაში ყველაზე მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ ცილოვანი კინაზები და ცილის ფოსფატაზები - ფერმენტები, რომლებიც ააქტიურებენ ან აფერხებენ სხვა ცილების მოქმედებას მათზე მიმაგრებით ან ფოსფატის ჯგუფების გაყოფით.

სიგნალის ფუნქცია

ცილების სიგნალის ფუნქცია არის ცილების უნარი, გახდეს სასიგნალო ნივთიერებები, გადასცეს უჯრედებს, ქსოვილებს, ორგანოებსა და ორგანიზმებს შორის სიგნალები. ხშირად, სიგნალის ფუნქცია შერწყმულია მარეგულირებელთან, ვინაიდან მრავალი უჯრედშორისი მარეგულირებელი ცილა ასევე გადასცემს სიგნალებს.

სასიგნალო ფუნქციას ასრულებენ ჰორმონის ცილები, ციტოკინები, ზრდის ფაქტორები და ა.შ.

ჰორმონები სისხლს ატარებს. ცხოველთა ჰორმონების უმეტესობა ცილები ან პეპტიდებია. ჰორმონის დაკავშირება მის რეცეპტორთან არის სიგნალი, რომელიც იწვევს უჯრედების პასუხს. ჰორმონები არეგულირებენ ნივთიერებების კონცენტრაციას სისხლში და უჯრედებში, ზრდის, რეპროდუქციის და სხვა პროცესებში. ასეთი ცილების მაგალითია ინსულინი, რომელიც არეგულირებს სისხლში გლუკოზის კონცენტრაციას.

უჯრედები ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან, უჯრედშორისი ნივთიერების მეშვეობით გადაცემული სასიგნალო ცილების გამოყენებით. ასეთი ცილები მოიცავს, მაგალითად, ციტოკინებს და ზრდის ფაქტორებს.

ციტოკინები არიან პეპტიდების სასიგნალო მოლეკულები. ისინი არეგულირებენ უჯრედებს შორის ურთიერთქმედებას, განსაზღვრავს მათ გადარჩენას, ასტიმულირებენ ან აფერხებენ ზრდას, დიფერენციაციას, ფუნქციურ მოქმედებას და აპოპტოზს, უზრუნველყოფენ იმუნური, ენდოკრინული და ნერვული სისტემების კოორდინაციას. ციტოკინების მაგალითია სიმსივნის ნეკროზის ფაქტორი, რომელიც გადასცემს ანთებით სიგნალებს სხეულის უჯრედებს შორის.

სათადარიგო (ლოდინის) ფუნქცია

ასეთი ცილები მოიცავს ე.წ. სარეზერვო ცილებს, რომლებიც ინახება როგორც ენერგიის წყარო და ნივთიერება მცენარეების თესლებში (მაგალითად, 7S და 11S გლობულინები) და ცხოველების კვერცხებში. ორგანიზმში მრავალი სხვა ცილა გამოიყენება, როგორც ამინომჟავების წყარო, რომლებიც, თავის მხრივ, ბიოლოგიურად აქტიური ნივთიერებების წინამორბედია, რომლებიც არეგულირებენ მეტაბოლურ პროცესებს.

რეცეპტორის ფუნქცია

ცილოვანი რეცეპტორები შეიძლება განთავსდეს როგორც ციტოპლაზმაში, ისე ინტეგრირდეს უჯრედის მემბრანაში. რეცეპტორების მოლეკულის ერთი ნაწილი იღებს სიგნალს, რომელსაც ყველაზე ხშირად ქიმიური ნივთიერება ემსახურება, ზოგიერთ შემთხვევაში კი - მსუბუქი, მექანიკური სტრესი (მაგალითად, გაჭიმვა) და სხვა სტიმულები. როდესაც სიგნალი ექვემდებარება მოლეკულის სპეციფიკურ ნაწილს - რეცეპტორების ცილას - ხდება მისი კონფორმციური ცვლილებები. შედეგად, იცვლება მოლეკულის სხვა ნაწილის კონფორმაცია, რომელიც გადასცემს სიგნალს სხვა უჯრედულ კომპონენტებზე. არსებობს რამდენიმე სიგნალის გადაცემის მექანიზმი. ზოგიერთი რეცეპტორი კატალიზაციას უწევს გარკვეულ ქიმიურ რეაქციას, ზოგი კი იონური არხების ფუნქციას ასრულებს, რომლებიც სიგნალის მოქმედებაზე იხსნება ან ახლოვდება, ზოგი კი სპეციფიკურად აკავშირებს უჯრედშიდა შუამავალ მოლეკულებს. მემბრანული რეცეპტორების დროს, მოლეკულის ის ნაწილი, რომელიც მიერთებულია სიგნალის მოლეკულთან, უჯრედის ზედაპირზე მდებარეობს, ხოლო დომენი, რომელიც სიგნალს გადასცემს, შიგნით არის.

საავტომობილო (ძრავის) ფუნქცია

საავტომობილო ცილების მთელი კლასი უზრუნველყოფს სხეულის მოძრაობებს, მაგალითად, კუნთების შეკუმშვას, მათ შორის ლოკომოტივებას (მიოსინი), უჯრედების მოძრაობას ორგანიზმში (მაგალითად, ლეიკოციტების ამეოიდების გადაადგილებას), ცილიასა და ფლაგელას მოძრაობას, აგრეთვე აქტიურ და მიმართულ უჯრედშორის ტრანსპორტს (კინესინი, დინეინი). . დინინები და კინესინები ახდენენ მოლეკულებს მიკროტუბულების გასწვრივ ტრანსპორტირების დროს, ATP ჰიდროლიზის გამოყენებით, როგორც ენერგიის წყარო. დინინები უჯრედების პერიფერული ნაწილებიდან მოლეკულებსა და ორგანულებს გადააქვთ ცენტროსტომისკენ, კინესინები - საპირისპირო მიმართულებით. დინინები ასევე პასუხისმგებელნი არიან ევკარიოტების ცილისა და ფლაგელის მოძრაობაზე. მიოსინის ციტოპლაზმური ვარიანტები შეიძლება მონაწილეობდეს მიკროელემენტებით მოლეკულების და ორგანიზოიდების ტრანსპორტირებაში.

ცილები მეტაბოლიზმში

მიკროორგანიზმების უმეტესობასა და მცენარეებს შეუძლიათ სინთეზირება მოახდინონ 20 სტანდარტული ამინომჟავა, ისევე როგორც დამატებითი (არასტანდარტული) ამინომჟავები, მაგალითად, ციტრულინი.მაგრამ თუ ამინომჟავები არსებობს გარემოში, მიკროორგანიზმებიც კი დაზოგავენ ენერგიას უჯრედებში ამინომჟავების გადაადგილებით და მათი ბიოსინთეზური გზების გამორთვით.

ამინომჟავები, რომლებსაც ცხოველების სინთეზი არ შეუძლიათ, არსებითი ეწოდება. ბიოსინთეზური ბილიკების ძირითადი ფერმენტები, მაგალითად, ასპარტატ კინაზა, რომელიც აფასებს პირველ ნაბიჯს ასპარტატისგან ლიზინის, მეთიონინისა და თრეონინის წარმოქმნაში, არ არსებობს ცხოველებში.

ცხოველები ძირითადად ამინომჟავებს იღებენ საკვებში ნაპოვნი ცილებისგან. ცილები განადგურებულია საჭმლის მონელების დროს, რაც ჩვეულებრივ იწყება ცილის დენატრაციით, მჟავე გარემოში მოთავსებით და მისი ჰიდროლიზაციით, ფერმენტების გამოყენებით, რომელსაც ეწოდება პროტეაზა. საჭმლის მონელების შედეგად მიღებული ზოგიერთი ამინომჟავა გამოიყენება სხეულის ცილების სინთეზისთვის, ხოლო დანარჩენი გარდაიქმნება გლუკოზაში გლუკოგენოგენეზის დროს ან გამოიყენება კრებსის ციკლში. ცილის, როგორც ენერგიის წყაროს გამოყენება განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია მარხვის პირობებში, როდესაც სხეულის საკუთარი ცილები, განსაკუთრებით კუნთები, ენერგიის წყაროს წარმოადგენს. ამინომჟავები ასევე წარმოადგენს აზოტის მნიშვნელოვან წყაროს ორგანიზმში.

ადამიანის ცილების მიღების ერთიანი სტანდარტები არ არსებობს. მსხვილი ნაწლავის მიკროფლორა სინთეზირებს ამინომჟავებს, რომლებიც არ არის გათვალისწინებული ცილის ნორმების მომზადებაში.

სწავლების მეთოდები

ცილების სტრუქტურა და ფუნქციები შესწავლილია როგორც გაწმენდებულ პრეპარატებზე in vitroდა მათ ბუნებრივ გარემოში ცოცხალ ორგანიზმში, in vivo. კონტროლირებად პირობებში სუფთა ცილების გამოკვლევა სასარგებლოა მათი ფუნქციების დასადგენად: ფერმენტების კატალიტიკური მოქმედების კინეტიკური მახასიათებლები, სხვადასხვა სუბსტრატებისთვის ფარდობითი დამოკიდებულება და ა.შ. in vivo უჯრედებში ან მთლიან ორგანიზმებში გვაწვდიან დამატებით ინფორმაციას, თუ სად ფუნქციონირებენ ისინი და როგორ რეგულირდება მათი მოქმედება.

მოლეკულური და უჯრედული ბიოლოგია

მოლეკულური და უჯრედული ბიოლოგიის მეთოდები ჩვეულებრივ გამოიყენება უჯრედში ცილების სინთეზის და ლოკალიზაციის შესასწავლად. ფართოდ გამოიყენება ლოკალიზაციის შესწავლის მეთოდი, რომელიც ეფუძნება უჯრედში ქიმერული ცილის სინთეზს, რომელიც შედგენილია შესწავლილი ცილისგან, რომელიც დაკავშირებულია "რეპორტიორთან", მაგალითად, მწვანე ფლუორესცენტულ ცილაზე (GFP). უჯრედში ასეთი ცილის მდებარეობა შეგიძლიათ იხილოთ ფლუორესცული მიკროსკოპის გამოყენებით. გარდა ამისა, ცილების ვიზუალიზაცია შესაძლებელია ანტისხეულების გამოყენებით, რომლებიც მათ ამოიცნობენ, რაც თავის მხრივ ატარებს ფლუორესცენტულ ეტიკეტს. ხშირად, შესწავლილ პროტეინთან ერთდროულად, ვიწროვდება ისეთი ორგანოების ისეთი ცნობილი ორგანიზმები, როგორიცაა ენდოპლაზმული რეტიკულუმი, გოლგის აპარატურა, ლიზოსომები და ვაკუოლები, რაც საშუალებას იძლევა შეისწავლონ შესწავლილი ცილის ლოკალიზაციის უფრო ზუსტი განსაზღვრა.

იმუნოჰისტოქიმიური მეთოდები ჩვეულებრივ იყენებენ ანტისხეულებს, რომლებიც კონიუგირდება ფერმენტებად, რომლებიც კატალიზირებენ ლუმინესცენტური ან ფერადი პროდუქტის წარმოქმნას, რაც საშუალებას გაძლევთ შედარება ნიმუშებში შესწავლილი ცილის ლოკალიზაციისა და რაოდენობით. ცილების ადგილმდებარეობის დასადგენად უფრო იშვიათი ტექნიკაა უჯრედის ფრაქციების წონასწორობის ულტრასენტრიფაცია საქაროზას ან ცეზიუმის ქლორიდის გრადიენტში.

დაბოლოს, ერთ-ერთი კლასიკური მეთოდია იმუნოელექტრონული მიკროსკოპია, რომელიც ფუნდამენტურად ჰგავს იმუნოფლუორესცენტულ მიკროსკოპს იმ განსხვავებით, რომ ელექტრონული მიკროსკოპია გამოყენებული. ნიმუში მზადდება ელექტრონული მიკროსკოპისთვის, შემდეგ კი დამუშავებულია ანტისხეულებით ცილაზე, რომელიც უკავშირდება ელექტრონულ მკვრივ მასალას, ჩვეულებრივ, ოქროს.

საიტის მიმართ მუზაგენეზირების გამოყენებით, მკვლევარებმა შეიძლება შეცვალონ ცილის ამინომჟავის თანმიმდევრობა და, შესაბამისად, მისი სივრცული სტრუქტურა, ადგილმდებარეობა უჯრედში და მისი საქმიანობის რეგულირება. ამ მეთოდის გამოყენებით, შეცვლილი tRNA– ების გამოყენებით, შეგიძლიათ აგრეთვე შეიტანოთ ხელოვნური ამინომჟავები ცილაში და ააწყოთ ცილები ახალი თვისებებით.

ბიოქიმიური

ანალიზის შესასრულებლად in vitro ცილა უნდა გაიწმინდოს სხვა უჯრედული კომპონენტებისგან. ეს პროცესი ჩვეულებრივ იწყება უჯრედების განადგურებით და ე.წ. უჯრედული ექსტრაქტის მოპოვებით. გარდა ამისა, ცენტრიფუგირებისა და ულტრაცენტრიფუგირების მეთოდით, ეს ექსტრაქტი შეიძლება დაიყოს: ფრაქციამ, რომელიც შეიცავს ხსნადი ცილებს, მემბრანის ლიპიდებსა და ცილებს, რომლებიც შეიცავს უჯრედულ ორგანულებს და ნუკლეინის მჟავებს.

ცილების ნალექების გამოყოფისას ცილების ნაზავების გამოსაყოფად გამოიყენება ცილის კონცენტრაცია. დანალექების ანალიზით (ცენტრიფუგა) საშუალებას გაძლევთ დაყოთ ცილოვანი ნარევები ცალკეული ცილების დანალექი მუდმივი მნიშვნელობით, იზომება სვეტბერგებში (S). სხვადასხვა სახის ქრომატოგრაფია გამოიყენება სასურველი ცილის ან ცილების იზოლირებისთვის, ისეთი თვისებების საფუძველზე, როგორიცაა მოლეკულური წონა, მუხტი და ნათესაობა. გარდა ამისა, ცილები შეიძლება იზოლირებული იქნას მათი დატენვის შესაბამისად, ელექტროფოკუსის გამოყენებით.

ცილების გაწმენდის პროცესის გასამარტივებლად, ხშირად გამოიყენება გენეტიკური ინჟინერია, რაც საშუალებას გაძლევთ შექმნათ ცილების წარმოებულები, რომლებიც მოსახერხებელია განწმენდისთვის, მათ სტრუქტურასა თუ საქმიანობაზე გავლენის მოხდენის გარეშე. "ლეიბლები", რომლებიც წარმოადგენენ ამინომჟავების მცირე თანმიმდევრობას, მაგალითად, 6 ან მეტი ჰისტიდინის ნარჩენების ჯაჭვი, და თან ერთვის ცილის ერთ ბოლოში. როდესაც უჯრედების ექსტრაქტი, რომლებიც სინთეზირებს "შეაფასა" პროტეინს, გადის ქრომატოგრაფიული სვეტი, რომელიც შეიცავს ნიკელის იონებს, ჰისტიდინი იკვრება ნიკელთან და რჩება სვეტზე, ხოლო ლიზატის დანარჩენი კომპონენტები გადის სვეტში უღიმღამო (ნიკელ-ჩელატის ქრომატოგრაფია). მრავალი სხვა ეტიკეტი შექმნილია იმისთვის, რომ მკვლევარებმა სპეციფიკური ცილები იზოლიონ რთული ნარევებისგან, ყველაზე ხშირად იყენებენ თანაგრძნობის ქრომატოგრაფიას.

ცილის გაწმენდის ხარისხი შეიძლება განისაზღვროს, თუ ცნობილია მისი მოლეკულური წონა და იზოელექტრული წერტილი - სხვადასხვა ტიპის გელის ელექტროფორეზის გამოყენებით - ან ფერმენტული მოქმედების გაზომვით, თუ ცილა წარმოადგენს ფერმენტს. მასობრივი სპექტრომეტრია საშუალებას გაძლევთ დაადგინოთ შერჩეული ცილა მისი მოლეკულური წონით და მისი ფრაგმენტების მასით.

პროტეტიკა

უჯრედების ცილების მთლიანობას ეწოდება პროტეომი, მისი შესწავლა - პროტეომიკა, რომელსაც ანალოგიით უწოდებენ გენომიკას. ძირითადი ექსპერიმენტული პროტეინურიის მეთოდები მოიცავს:

• 2D ელექტროფორეზი, რომლის საშუალებითაც შესაძლებელია მრავალ კომპონენტის ცილის ნარევების გამიჯვნა,
• მასობრივი სპექტრომეტრია, რომელიც საშუალებას იძლევა ცილების იდენტიფიცირება მათი შემადგენელი პეპტიდების მასის მიხედვით, მაღალი გამტარუნარიანობით,
• ცილის მიკრორელიმები, რომლებიც საშუალებას გაძლევთ ერთდროულად გაზომოთ დიდი რაოდენობით ცილა შინაარსი უჯრედში,
• ორ ჰიბრიდული საფუარის სისტემა , რაც საშუალებას გაძლევთ სისტემატურად შეისწავლოთ ცილოვანი ცილების ურთიერთქმედებები.

უჯრედში ცილების ყველა ბიოლოგიურად მნიშვნელოვანი ურთიერთქმედების მთლიანობას ეწოდება ინტერაქტიული. ცილების სტრუქტურის სისტემატურ შესწავლას, რომელიც წარმოადგენს მესამეული სტრუქტურის ყველა შესაძლო ტიპს, ეწოდება სტრუქტურული გენომია.

სტრუქტურის პროგნოზი და მოდელირება

სივრცითი სტრუქტურის პროგნოზირება კომპიუტერული პროგრამების გამოყენებით (სილიკოში) საშუალებას აძლევს ცილების მოდელების აგებას, რომელთა სტრუქტურა ჯერ კიდევ არ არის განსაზღვრული ექსპერიმენტულად. სტრუქტურული პროგნოზის ყველაზე წარმატებული ტიპი, რომელიც ცნობილია როგორც ჰომოლოგიური მოდელირება, ეყრდნობა არსებულ “შაბლონს” სტრუქტურას, მსგავსია ამინომჟავების თანმიმდევრობით სიმულაციურ ცილასთან. ცილების სივრცითი სტრუქტურის პროგნოზირების მეთოდები გამოიყენება ცილების გენეტიკური ინჟინერიის განვითარებად ველში, რომლის დახმარებით უკვე მიიღეს ცილების ახალი მესამეული სტრუქტურები. უფრო რთული გამოთვლითი ამოცანაა ინტერმელექტრული ურთიერთქმედებების პროგნოზირება, მაგალითად, მოლეკულური დოკინგი და ცილო-ცილოვანი ურთიერთქმედებების პროგნოზირება.

ცილების დასაკეცი და ინტერმელექტრული ურთიერთქმედების მოდელირება შესაძლებელია მოლეკულური მექანიკის გამოყენებით. კერძოდ, მოლეკულური დინამიკა და მონტე კარლოს მეთოდი, რომლებიც სულ უფრო მეტ უპირატესობას ანიჭებენ პარალელურ და განაწილებულ გამოთვლებს (მაგალითად, Folding @ home პროექტი).მცირე α- ჰელური ცილის დომენების დასაკეცი, მაგალითად, ვიოლინის ცილა ან აივ – ერთ – ერთი ცილა, წარმატებით იქნა მოდელირებული სილიკოში. ჰიბრიდული მეთოდების გამოყენებით, რომლებიც აერთიანებს სტანდარტულ მოლეკულურ დინამიკას კვანტურ მექანიკასთან, გამოიკვლია ვიზუალური პიგმენტის როდოპსინის ელექტრონული სახელმწიფოები.