شما در حال مطالعه نسخه آفلاین یکی از مطالب «مجله فرادرس» هستید. لطفاً توجه داشته باشید، ممکن است برخی از قابلیتهای تعاملی مطالب، مانند امکان پاسخ به پرسشهای چهار گزینهای و مشاهده جواب صحیح آنها، نمایش نتیجه آزمونها، پاسخ تشریحی سوالات، پخش فایلهای صوتی و تصویری و غیره، در این نسخه در دسترس نباشند. برای دسترسی به نسخه آنلاین مطلب، استفاده از کلیه امکانات آن و داشتن تجربه کاربری بهتر اینجا کلیک کنید.
پروتئین‌ها گروهی از درشت مولکول‌ها هستند که پلیمر نیز محسوب می‌شوند، یعنی از توالی واحد‌هایی کمابیش یکسان به نام آمینواسیدها (مونومر‌های پروتئین‌ها) ساخته شده‌اند که طیف بسیار وسیعی از مواد را شامل میشود.
پروتئین‌ها را به علت ساختار پلیمری می‌توان شبیه الفبا و جمله دانست؛ چراکه الفبا با داشتن 32 حرف، بیشمار کلمه ایجاد می‌کند. پروتئین ها نیز دارای 20 نوع مونومر هستند و با تغییر در ترتیب و تعداد آنها، هزاران هزار پروتئین ساخته میشود. شیوه پیوستن آمینواسیدها به هم نیز اینگونه است که دو مونومر در کنار هم قرار می‌گیرند و یکی از آنها +H و دیگری -OH می‌دهد. از این طریق پیوند میسر شده و یک مولکول آب آزاد میشود؛ لازم به ذکر است که به این نوع از واکنش‌ها «سنتز آبدهی» می‌گویند.
ساختار عمومی آمینواسیدها که همگی در بخش R با هم تفاوت دارند. تا به حال در طبیعت حدود 500 نوع آمینواسید شناخته شده ولی تنها 20 نوع آمینواسید در ساختار پروتئین‌ها استفاده میشود.در شکل بالا نیز شیوه تولید پروتئین‌ها به روش سنتز آبدهی را می‌بینیم. به پیوندی که بین دو آمینواسید به این شیوه ایجاد میشود «پیوند پپتیدی» می‌گویند.
انواع پروتئین‌ها
1- پروتئین‌ها می‌توانند به عنوان منبع و ذخیره کننده انرژی و ماده به کار روند؛ مانند پروتئین موجود در سفیده تخم مرغ که «آلبومین» نام دارد. آلبومین موجود در این قسمت دارای چند نوع است، که بخش اعظم آن اوآلبومین بوده و 55% از آن را شامل میشود و در مقابل کونآلبومین با حدود 700 آمینواسید حدود 13% کل پروتئین‌ها را تشکیل می‌دهد. نمونه دیگر از این نوع عملکرد در پروتئین‌ها مربوط به کازئین، پروتئین شیر است که دارای فسفر نیز هست. این پروتئین خاصیت چسبندگی نیز دارد.
در شکل سمت راست ساختار یک اوآلبومین و در شکل سمت چپ ساختار یک کونآلبومین را می‌بینیم.شیر و تخم مرغ منابع مهمی از پروتئین‌های ذخیره‌ای هستند.
2- پروتئین‌ها می توانند پِیکِ شیمیایی باشند؛ یعنی پیامی را در بدن جانوران منتقل کنند. آنها می تواند این کار را به عنوان هورمون انجام دهند، مانند هورمون «گرلین» که دارای 28 آمینواسید است، از سلول های اِپسیلون جزایر لانگرهانس پانکراس ترشح می شود و ایجاد کننده حس گرسنگی محسوب میشود.
از دیگر پروتئین‌های اینگونه می‌توان به هورمون های تیروئیدی، یعنی تیروکسن (T4) و تری یدو تیرونین (T3) اشاره داشت که محرک رشد اندام ها و بافت‌های مختلف بدن به حساب می‌آیند و موجب رشد مغز، ماهیچه‌ها، استخوان‌های دراز و... می‌شوند.
شکل T3 و T4 و آمینواسید تیروزین به ترتیب از راست به چپ
3- پروتئین‌ها می‌توانند نقش استحکامی داشته باشند، مانند رشته‌های کُلاژِن که در استخوان‌ها وغضروف‌ها چنین نقشی را ایفا می‌کنند و یا پروتئین توبولین که سازنده ریزلوله یا میکروتوبول‌های درون سلول هستند. میکروتوبول‌ها سازنده چارچوب کلی سلول ها و عامل استحکام آنها هستند و همچنین در تقسیم سلول‌ها نیز از اهمیت خاصی برخور دارند.
در سمت چپ رشته های کلاژن و در راست میکروتوبول‌ها را به رنگ سبز می‌بینیم.ساختار سه بعدی توبولین
4- پروتئین‌ها می‌توانند نقش انقباض شونده را بر عهده داشته باشند، مانند رشته‌های موجود در ماهیچه‌ها که در نبود آنها حرکت سخت و حتی غیر ممکن می‌شد. این پروتئین‌ها سه نوع اَکتین، میوزین و تیتین را شامل می‌شوند. این سه نوع پروتئین درون واحد هایی انقباضی به نام سارکومر قرار دارند و با آزاد شدن یون کلسیم در سلول منقبض شده در هم فرو می‌روند و رشته های تیتین پیچ و تاب می‌خورند.
مکانیسم آزاد شدن کلسیم که از شبکه سارکوپلاسمی (شبکه آندوپلاسمی صاف در سلول های ماهیچه ای) رخ می دهد در پی انتقال پیام عصبی از آکسون نورون حرکتی به سلول ماهیچه ای (میون) به وقوع می‌پیوندد. هر سلول ماهیچه‌ای صدها واحد انقباضی دارد.
در شکل یک واحد انقباضی (سارکومر) می‌بینیم که در نتیجه مصرف ATP (سوخت رایج سلول) در خود فرو می‌رود. در زیر میکروسکوپ این واحد‌ها به شکل مخطط دیده می‌شوند.
5- پروتئین‌ها می‌توانند نقش دفاعی داشته باشند، مانند پروتئین‌هایی اختصاصی به نام پادتن که در راستای مبارزه با عوامل بیگانه تولید می‌شوند و سِلاح‌های این عوامل بیگانه آسیب‌رسان را با چسبیدن به سطح‌شان بی‌اثر می‌کنند. نوع دیگری از پروتئین‌ها که نقش دفاعی دارند، پروتئین های مکمل هستند که دفاع غیر اختصاصی بدن را کامل می کنند.
این پروتئین‌ها توسط ماکروفاژ‌ها (نوعی گولبول سفید از نوع گرانولوسیت)، سلول‌های کبدی و سلول‌های پوششی روده تولید می شوند و در خون به صورت غیرفعال در حرکت هستند و به محض برخورد با یک میکروب کنار هم جمع شده و منافذی بر روی غشای آن ایجاد می‌کنند که در نتیجه این امر میکروب از بین می‌رود.
در شکل سمت چپ گروهی از پروتئین‌های مکمل را می‌بینیم که در حال تخریب یک میکروب هستند و در شکل سمت راست چند پادتن متصل به یک باکتری را می‌بینیم.
6- برخی دیگر از پروتئین‌ها موادی خاص را منتقل می‌کنند، مانند هموگلوبین که درون گولبول‌های قرمز قرار دارد و در مجاورت شش‌ها با اکسیژن ترکیب شده و در مجاورت مویرگ بافت‌ها اکسیژن را آزاد می کند، به این ترتیب اکسیژن رسانی به همه‌ی سلول‌های بدن انجام میشود. پروتئین دیگری که با اکسیژن سروکار دارد میوگلوبین نامگذاری شده و معمولاً در بافت ماهیچه‌ای مستقر است. این نوع پروتئین اکسیژن را ذخیره می‌کند تا در صورت کمبود آن را آزاد کند. نیاز به چنین ماده‌ای در پرندگان ملموس‌تر است، علت این امر نیز در پروازهای طولانی مدتی که آنها انجام می‌دهند و کمبود اکسیژن در ارتفاعات خلاصه میشود.
در شکل ساختار یک هموگلوبین در سمت راست و کل یک هموگلوبین در سمت چپ دیده میشود که دارای 4 رشته پروتئینی، شامل دو رشته آلفا و دو رشته بتا است.
7- آنزیم‌ها آخرین و در عین حال مهم‌ترین گروه از پروتئین‌ها هستند. شاید مشهورترین آنزیمی که می توان از آن نام برد، آنزیم موجود در پودرهای لباسشویی است که مواد مختلفی مثل چربی‌ها، قند‌ها، پروتئین‌ها و ... را از روی پوشاک مختلف تجزیه و حذف می‌کند و یا آنزیم کاتالاز که با تجزیه آب اُکسیژنه (هیدروژن پراُکسید) به آب و اکسیژن در سلول های جگر، این اندام را از تجزیه نجات می‌دهد. توجه داشته باشید که تنها یک مولکول کاتالاز در مدت 1 ثانیه 100.000 هزار مولکول هیدروژن پراکسید را تجزیه می کند، به همین جهت از آن در ساخت اسفنج استفاده می شود زیرا یکی از فرآورده‌های آن اکسیژن است.
ساختار آنزیم کاتالاز که دارای 4 رشته پروتئینی او 500 آمینواسید است. این سلول در اغلب موجودات فعالیت دارد و از تخریب سلول‌ها به ویژه لیپید موجود در آنها جلوگیری می‌کند.
همانطور که مشاهده می‌کنید انواعی از پروتئین‌ها نقش و کار‌های متنوعی را در سلول بر عهده دارند و به یقین می‌توان گفت که دنیای زنده بدون وجود پروتئین ها هرگز نمی‌توانست به حیات خود ادامه دهد.
«سید علی کلامی هریس»، دانشجوی سال چهارم داروسازی دانشگاه علوم پزشکی تهران است. او در سال 1397 از دبیرستان «پروفسور حسابی» تبریز فارغ‌التحصیل شد و هم اکنون در کنار تحصیل در حوزه داروسازی، به فعالیت در زمینه برنامه‌نویسی، یادگیری ماشین و تحلیل بازارهای مالی با استفاده از الگوریتم‌های هوشمند می‌پردازد.
شما در حال مطالعه نسخه آفلاین یکی از مطالب «مجله فرادرس» هستید. لطفاً توجه داشته باشید، ممکن است برخی از قابلیتهای تعاملی مطالب، مانند امکان پاسخ به پرسشهای چهار گزینهای و مشاهده جواب صحیح آنها، نمایش نتیجه آزمونها، پاسخ تشریحی سوالات، پخش فایلهای صوتی و تصویری و غیره، در این نسخه در دسترس نباشند. برای دسترسی به نسخه آنلاین مطلب، استفاده از کلیه امکانات آن و داشتن تجربه کاربری بهتر اینجا کلیک کنید.
جامع و مفید
اگه از گیفت ها و انیمیشن ها استفاده کنید مطالب بهتر انتقال داده میشود
فوق العاده بود ممنون واقعا بدرد من که یه دانش آمدز پایه دهم با رشته ی تجربی هستم خورد خیلی بهم کمک کرد ❤❤❤❤❤❤❤❤❤
بسیار عالی.
درود
یک انسان چقدر به پروتئین گوشت احتیاج دارد؟