Parcenter.ru

Все про домашних животных
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Белки в клетках как выглядят

Белки в клетках как выглядят

«Жизнь, есть способ существования белковых тел»

Ни один из известных нам живых организмов не обходится без белков. Белки служат питательными веществами, они регулируют обмен веществ, исполняя роль ферментов – катализаторов обмена веществ, способствуют переносу кислорода по всему организму и его поглощению, играют важную роль в функционировании нервной системы, являются механической основой мышечного сокращения, участвуют в передаче генетической информации и т.д.

Белки (полипептиды) – биополимеры, построенные из остатков α-аминокислот, соединенных пептидными (амидными) связями. В состав этих биополимеров входят мономеры 20 типов. Такими мономерами являются аминокислоты. Каждый белок по своему химическому строению является полипептидом. Некоторые белки состоят из нескольких полипептидных цепей. В составе большинства белков находится в среднем 300-500 остатков аминокислот. Известно несколько очень коротких природных белков, длиной в 3-8 аминокислот, и очень длинных биополимеров, длиной более чем в 1500 аминокислот. Образование белковой макромолекулы можно представить как реакцию поликонденсации α-аминокислот:

Аминокислоты соединяются друг с другом за счёт образования новой связи между атомами углерода и азота – пептидной (амидной):

Из двух аминокислот (АК) можно получить дипептид, из трёх – трипептид, из большего числа АК получают полипептиды (белки).

Функции белков в природе универсальны. Белки входят в состав мозга, внутренних органов, костей, кожи, волосяного покрова и т.д. Основным источником α — аминокислот для живого организма служат пищевые белки, которые в результате ферментативного гидролиза в желудочно-кишечном тракте дают α — аминокислоты. Многие α — аминокислоты синтезируются в организме, а некоторые необходимые для синтеза белков α — аминокислоты не синтезируются в организме и должны поступать извне. Такие аминокислоты называются незаменимыми. К ним относятся валин, лейцин, треонин, метионин, триптофан и др. (см. таблицу). При некоторых заболеваниях человека перечень незаменимых аминокислот расширяется.

· Каталитическая функция — осуществляется с помощью специфических белков — катализаторов (ферментов). При их участии увеличивается скорость различных реакций обмена веществ и энергии в организме.

Ферменты катализируют реакции расщепления сложных молекул (катаболизм) и их синтеза (анаболизм), а также репликации ДНК и матричного синтеза РНК. Известно несколько тысяч ферментов. Среди них такие, как, например пепсин, расщепляют белки в процессе пищеварения.

· Транспортная функция — связывание и доставка (транспорт) различных веществ от одного органа к другому.

Так, белок эритроцитов крови гемоглобин соединяется в легких с кислородом, превращаясь в оксигемоглобин. Достигая с током крови органов и тканей, оксигемоглобин расщепляется и отдает кислород, необходимый для обеспечения окислительных процессов в тканях.

· Защитная функция — связывание и обезвреживание веществ, поступающих в организм или появляющихся в результате жизнедеятельности бактерий и вирусов.

Защитную функцию выполняют специфические белки (антитела — иммуноглобулины), образующиеся в организме (физическая, химическая и иммунная защита). Так, например, защитную функцию выполняет белок плазмы крови фибриноген, участвуя в свертывании крови и тем самым уменьшая кровопотери.

· Сократительная функция (актин, миозин) – в результате взаимодействия белков происходит передвижение в пространстве, сокращение и расслабление сердца, движение других внутренних органов.

· Структурная функция — белки составляют основу строения клетки. Некоторые из них (коллаген соединительной ткани, кератин волос, ногтей и кожи, эластин сосудистой стенки, кератин шерсти, фиброин шелка и др.) выполняют почти исключительно структурную функцию.

В комплексе с липидами белки участвуют в построении мембран клеток и внутриклеточных образований.

· Гормональная (регуляторная) функция — способность передавать сигналы между тканями, клетками или организмами.

Выполняют белки-регуляторы обмена веществ. Они относятся к гормонам, которые образуются в железах внутренней секреции, некоторых органах и тканях организма.

· Питательная функция — осуществляется резервными белками, которые запасаются в качестве источника энергии и вещества.

Например: казеин, яичный альбумин, белки яйца обеспечивают рост и развитие плода, а белки молока служат источником питания для новорожденного.

Разнообразные функции белков определяются α-аминокислотным составом и строением их высокоорганизованных макромолекул.

Физические свойства белков

Белки – очень длинные молекулы, которые состоят из звеньев аминокислот, сцепленных пептидными связями. Это – природные полимеры, молекулярная масса белков колеблется от нескольких тысяч до нескольких десятков миллионов. Например, альбумин молока имеет молекулярную массу 17400, фибриноген крови – 400.000, белки вирусов – 50.000.000. Каждый пептид и белок обладают строго определенным составом и последовательностью аминокислотных остатков в цепи, это и определяет их уникальную биологическую специфичность. Количество белков характеризует степень сложности организма (кишечная палочка – 3000, а в человеческом организме более 5 млн. белков).

Первый белок, с которым мы знакомимся в своей жизни, это белок куриного яйца альбумин — хорошо растворим в воде, при нагревании свертывается (когда мы жарим яичницу), а при долгом хранении в тепле разрушается, яйцо протухает. Но белок спрятан не только под яичной скорлупой. Волосы, ногти, когти, шерсть, перья, копыта, наружный слой кожи — все они почти целиком состоят из другого белка, кератина. Кератин не растворяется в воде, не свертывается, не разрушается в земле: рога древних животных сохраняются в ней так же хорошо, как и кости. А белок пепсин, содержащийся в желудочном соке, способен разрушать другие белки, это процесс пищеварения. Белок инрерферон применяется при лечении насморка и гриппа, т.к. убивает вызывающие эти болезни вирусы. А белок змеиного яда способен убивать человека.

С точки зрения пищевой ценности белков, определяемой их аминокислотным составом и содержанием так называемых незаменимых аминокислот, белки подразделяются на полноценные и неполноценные. К полноценным белкам относятся преимущественно белки животного происхождения, кроме желатины, относящейся к неполноценным белкам. Неполноценные белки — преимущественно растительного происхождения. Однако некоторые растения (картофель, бобовые и др.) содержат полноценные белки. Из животных белков особенно большую ценность для организма представляют белки мяса, яиц, молока и др.

В состав многих белков помимо пептидных цепей входят и неаминокислотные фрагменты, по этому критерию белки делят на две большие группы — простые и сложные белки (протеиды). Простые белки содержат только аминокислотные цепи, сложные белки содержат также неаминокислотные фрагменты (Например, гемоглобин содержит железо).

По общему типу строения белки можно разбить на три группы:

1. Фибриллярные белки — нерастворимы в воде, образуют полимеры, их структура обычно высокорегулярна и поддерживается, в основном, взаимодействиями между разными цепями. Белки, имеющие вытянутую нитевидную структуру. Полипептидные цепи многих фибриллярных белков расположены параллельно друг другу вдоль одной оси и образуют длинные волокна (фибриллы) или слои.

Большинство фибриллярных белков не растворяются в воде. К фибриллярным белкам относят например, α- кератины (на их долю приходится почти весь сухой вес волос , белки шерсти , рогов , копыт , ногтей , чешуи , перьев ), коллаген — белок сухожилий и хрящей , фиброин — белок шёлка ).

2. Глобулярные белки — водорастворимы, общая форма молекулы более или менее сферическая. Среди глобулярных и фибриллярных белков выделяют подгруппы. К глобулярным белкам относятся ферменты, иммуноглобулины, некоторые гормоны белковой природы (например, инсулин) а также другие белки, выполняющие транспортные, регуляторные и вспомогательные функции.

3. Мембранные белки — имеют пересекающие клеточную мембрану домены, но части их выступают из мембраны в межклеточное окружение и цитоплазму клетки. Мембранные белки выполняют функцию рецепторов, то есть осуществляют передачу сигналов, а также обеспечивают трансмембранный транспорт различных веществ. Белки-транспортеры специфичны, каждый из них пропускает через мембрану только определённые молекулы или определённый тип сигнала.

Белки – неотъемлемая часть пищи животных и человека. Живой организм отличается от неживого в первую очередь наличием белков. Для живых организмов характерно огромное разнообразие белковых молекул и их высокая упорядоченность, что и определяет высокую организацию живого организма, а также способность двигаться, сокращаться, воспроизводиться, способность к обмену веществ и к многим физиологическим процессам.

Фишер Эмиль Герман, немецкий химик-органик и биохимик. В 1899 начал работы по химии белков. Используя созданный им в 1901 эфирный метод анализа аминокислот, Ф. впервые осуществил качественные и количественные определения продуктов расщепления белков, открыл валин, пролин (1901) и оксипролин (1902), экспериментально доказал, что аминокислотные остатки связываются между собой пептидной связью; в 1907 синтезировал 18-членный полипептид. Ф. показал сходство синтетических полинептидов и пептидов, полученных в результате гидролиза белков. Ф. занимался также изучением дубильных веществ. Ф. создал школу химиков-органиков. Иностранный член-корреспондент Петербургской АН (1899). Нобелевская премия (1902).

Разнообразные функции белков определяются α-аминокислотным составом и строением их высокоорганизованных макромолекул.

Выделяют 4 уровня структурной организации белков:

1. Первичная структура — определенная последовательность α-аминокислотных остатков в полипептидной цепи.

2. Вторичная структура

А) конформация полипептидной цепи, закрепленная множеством водородных связей между группами N-H и С=О. Одна из моделей вторичной структуры — α-спираль.

Б) Другая модель — β-форма («складчатый лист»), в которой преобладают межцепные (межмолекулярные) Н-связи.

3. Третичная структура — форма закрученной спирали в пространстве, образованная главным образом за счет дисульфидных мостиков -S-S-, водородных связей, гидрофобных и ионных взаимодействий.

4. Четвертичная структура — агрегаты нескольких белковых макромолекул (белковые комплексы), образованные за счет взаимодействия разных полипептидных цепей

Молекула белка стремится не только к реализации своей биоактивности, но и к наиболее компактной структуре, позволяющей ей максимально реализовать свои функции.

Основные функции белков в клетке

Благодаря сложности, разнообразию форм и состава, белки играют важную роль в жизнедеятельности клетки и организма в целом.

Белок — это отдельный полипептид или агрегат нескольких полипептидов, выполняющий биологическую функцию.

Полипептид — понятие химическое. Белок — понятие биологическое.

В биологии функции белков можно разделить на следующие виды:

1. Строительная функция

Белки участвуют в образовании клеточных и внеклеточных структур. Например:

  • кератин – из него состоят волосы, ногти, перья, копыта
  • коллаген – главный компонент хрящей и сухожилий;
  • эластин (связки);
  • белки клеточных мембран (в основном – гликопротеиды)

2. Транспортная функция

Некоторые белки способны присоединять различные вещества и переносить их к различным тканям и органам тела, из одного места клетки в другое. Например:

  • липопротеины — отвечает за перенос жира.
  • гемоглобин — транспорт кислорода, белок крови гемоглобин присоединяет кислород и транспортирует его от легких ко всем тканям и органам, а от них в легкие переносит углекислый газ;
  • гаптоглобин — транспорт гема),
  • трансферрин — транспорт железа.

Белки транспортируют в крови катионы кальция, магния, железа, меди и другие ионы.

В состав клеточных мембран входят особые белки, которые обеспечивают активный и строго избирательный перенос некоторых веществ и ионов из клетки во внешнюю среду и обратно. Транспорт веществ через мембраны осуществляют белки — Na + ,К + -АТФаза (антинаправленный трансмембранный перенос ионов натрия и калия), Са 2+ -АТФаза (выкачивание ионов кальция из клетки), глюкозные транспортеры.

3. Регуляторная функция

Большая группа белков организма принимает участие в регуляции процессов обмена веществ. Гормоны белковой природы принимают участие в регуляции процессов обмена веществ. Например:

  • гормон инсулин регулирует уровень глюкозы в крови, способствует синтезу гликогена.

4. Защитная функция

  • В ответ на проникновение в организм чужеродных белков или микроорганизмов (антигенов) образуются особые белки — антитела, способные связывать и обезвреживать их.
  • Фибрин, образующийся из фибриногена, способствует остановке кровотечений.
Читать еще:  Как называется белка мужского пола

5. Двигательная функция

  • Сократительные белки актин и миозин обеспечивают сокращение мышц у многоклеточных животных, движений листьев у растений, мерцание ресничек у простейших и т.д.

6. Сигнальная функция

  • В поверхностную мембрану клетки встроены молекулы белков (рецепторы), способных изменять свою третичную структуру в ответ на действие факторов внешней среды, таким образом осуществляя прием сигналов из внешней среды и передачу команд в клетку.

7. Запасающая функция

  • В организме животных белки, как правило, не запасаются, исключение: альбумин яиц, казеин молока. У животных и человека при длительном голодании используются белки мышц, эпителиальных тканей и печени.
  • Но благодаря белкам в организме могут откладываться про запас некоторые вещества, например, при распаде гемоглобина железо не выводится из организма, а сохраняется, образуя комплекс с белком ферритином.

8. Энергетическая функция

  • При распаде 1г белка до конечных продуктов выделяется 17,6 кДж. Сначала белки распадаются до аминокислот, а затем до конечных продуктов — воды, углекислого газа и аммиака. Однако в качестве источника энергии белки используются только тогда, когда другие источники (углеводы и жиры) израсходованы (по словам одного из биохимиков: использовать белки для получения энергии – все равно, что топить печь долларовыми купюрами).

9. Каталитическая (ферментативная) функция

  • Одна из важнейших функций белков. Обеспечивается белками — ферментами, которые ускоряют биохимические реакции, происходящие в клетках.

Ферменты, или энзимы, — особый класс белков, являющихся биологическими катализаторами. Благодаря ферментам биохимические реакции протекают с огромной скоростью. Вещество, на которое оказывает свое действие фермент, называют субстратом.

Ферменты можно разделить на две группы:

  1. Простые ферменты являются простыми белками, т.е. состоят только из аминокислот.
  2. Сложные ферменты являются сложными белками, т.е. в их состав помимо белковой части входит группа небелковой природы — кофактор. У некоторых ферментов в качестве кофакторов выступают витамины.

10. Функция антифириза

  • В плазме крови некоторых живых организмов содержатся белки которые предупреждают ее замерзание в условиях низких температур.

11. Питательная (резервная) функция.

  • Эту функцию выполняют так называемые резервные белки, являющиеся источниками питания для плода, например белки яйца (овальбумины). Основной белок молока (казеин) также выполняет главным образом питательную функцию. Ряд других белков используется в организме в качестве источника аминокислот, которые в свою очередь являются предшественниками биологически активных веществ, регулирующих процессы метаболизма.

Решай задания и варианты по биологии с ответами

Белки это что такое

Белки – это органические вещества, которые играют роль строительного материала в человеческом организме клеток, органов, тканей и синтеза гормонов и ферментов. Они отвечают за много полезных функций, сбой которых приводит к нарушению жизнедеятельности, а также образуют соединения, обеспечивающие устойчивость иммунитета к инфекциям. Белки состоят из аминокислот. Если их соединять в разной последовательности, образуется более миллиона разных химических веществ. Они делятся на несколько групп, которые одинаково важны для человека.

Белковые продукты способствуют росту мышечной массы, поэтому бодибилдеры насыщают свой рацион именно белковой пищей. Она содержит мало углеводов, а соответственно и низкий гликемический индекс, поэтому полезна для диабетиков. Здоровому человеку диетологи рекомендуют употреблять 0.75 – 0.80 гр. качественного компонента на 1 кг веса. Для роста новорожденного необходимо до 1,9 гр. Недостаток белков приводит к нарушению жизненно важных функций внутренних органов. Кроме этого нарушается обмен веществ, и развивается атрофия мышц. Поэтому белки невероятно важны. Давайте изучим их детальнее, чтобы правильно сбалансировать свой рацион и создать идеальное меню для похудения или набора мышечной массы.

Немного теории

В погоне за идеальной фигурой не все знают, что такое белки, хотя активно пропагандируют низкоуглеводные диеты. Чтобы избежать ошибок в употреблении белковой пищи, выясним, что он собой представляет. Белок или протеин – это высокомолекулярные органические соединения. Они состоят из альфа-кислот и с помощью пептидных связей соединяются в единую цепочку.

В состав входит 9 незаменимых аминокислот, которые не синтезируются. К ним относятся:

Также содержится 11 заменимых аминокислот и других, которые играют роль в метаболизме. Но самыми важными аминокислотами считается лейцин, изолейцин и валин, которые известны как BCAA. Рассмотрим их назначение и источники.

Как мы видим, каждая из аминокислот имеет значение в образовании и поддержке мышечной энергии. Чтобы все функции выполнялись без сбоев, их нужно вводить в ежедневный рацион в качестве биологически активных добавок или натуральной пищи.

Какое количество аминокислот необходимо для правильной работы организма?

Все перечисленные белковые соединения содержат в составе фосфор, кислород, азот, серу, водород, и углерод. Поэтому соблюдается положительный азотный баланс, необходимый для роста красивых рельефных мышц.

Интересно! В процессе жизнедеятельности человека, доля белков теряется (примерно 25 – 30 грамм). Поэтому они постоянно должны присутствовать в еде, потребляемой человеком.

Существует два основных вида белков: растительные и животные. Их принадлежность определяется в зависимости от того, откуда они поступают в органы и ткани. К первой группе относятся белки, получаемые из соевых продуктов, орехов, авокадо, гречки, спаржи. А ко второй – из яиц, рыбы, мяса и молочных продуктов.

Строение белков

Чтобы понять, из чего состоит белок, следует подробно рассмотреть их строение. Соединения могут быть первичной, вторичной, третичной и четвертичной структуры.

  • Первичная. В ней аминокислоты соединены последовательно и определяют вид, химические и физические свойства протеина.
  • Вторичная – форма полипептидной цепи, которая образовывается за счет водородных связей имино- и карбоксильных групп. Наиболее распространены альфа-спираль и бета-структура.
  • Третичная заключается в расположении и чередовании бета-структур, полипептидных цепей и альфа-спирали.
  • Четвертичная формируется за счет водородных связей и электростатических взаимодействий.

Состав белков представлен комбинируемыми аминокислотами в разном количестве и порядке. По типу строения их можно поделить на две группы: простые и сложные, в состав которых входят неаминокислотные группы.

Важно! Тем, кто хочет похудеть или улучшить свою физическую форму, диетологи рекомендуют употреблять белковые продукты. Они надолго избавляют от чувства голода и ускоряют метаболизм.

Кроме строительной функции белки обладают рядом других полезных свойств, о которых речь пойдет дальше.

Мнение эксперта

Хочу разъяснить касательно защитной, каталитической и регуляторной функций белков, поскольку это довольно сложная тема.

Большая часть веществ, регулирующих жизнедеятельность организма, имеет белковую природу, то есть состоит из аминокислот. Белки входят в структуру абсолютно всех ферментов — каталитических веществ, которые обеспечивают нормальное протекание абсолютно всех биохимических реакций в организме. А это значит, что без них невозможен энергетический обмен и даже построение клеток.

Из белков состоят гормоны гипоталамуса и гипофиза, которые, в свою очередь, регулируют работу всех внутренних желез. Гормоны поджелудочной железы (инсулин и глюкагон) по структуре также являются пептидами. Таким образом, белки оказывают непосредственно влияние на обмен веществ и многие физиологические функции в организме. Без них невозможен рост, размножение и даже нормальная жизнедеятельность индивида.

Ну и наконец касательно защитной функции. Все иммуноглобулины (антитела) имеют белковую структуру. А они обеспечивают гуморальный иммунитет, то есть защищают организм от инфекций и помогают не болеть.

Функции белков

Бодибилдеров в основном интересует функция роста, но кроме нее белки выполняют еще много задач, не менее важных:

Иными словами, белок – это резервный источник энергии для полноценной работы организма. Когда расходуются все запасы углеводов, начинает расщепляться белок. Поэтому атлетам следует учитывать количество потребления высококачественного протеина, который помогает в наращивании и укреплении мышц. Главное, чтобы в состав потребляемого вещества входил весь набор незаменимых аминокислот.

Важно! Биологическая ценность белков обозначает их количество и качество усвоения организмом. Например, в яйце коэффициент равен 1, а в пшенице – 0.54. Это значит, что в первом случае их усвоится в два раза больше чем во втором.

Когда белок поступает в организм человека, он начинает расщепляться до состояния аминислот, а потом воды, углекислого газа и аммиака. После этого они по крови перемещаются к остальным тканям и органам.

Белковая пища

Мы уже выяснили, какие бывают белки, но как эти знания применить на практике? Не обязательно вникать в особенности их строения, чтобы достичь нужного результата (похудеть или нарастить массу), достаточно лишь определить, какую пищу нужно для этого есть.

Для составления белкового меню, рассмотрим таблицу продукции с большим содержанием компонента.

Обратите внимание на скорость усвоения. Одни усваиваются организмов за короткий промежуток времени, а другие за более продолжительный. Это зависит от строения протеина. Если они добыты из яиц или молочных продуктов, то сразу поступают в нужные органы и мышцы, потому что содержатся в виде отдельных молекул. После термической обработки ценность немного уменьшается, но не критично, поэтому не нужно есть пищу сырой. Мясные волокна плохо перерабатываются, потому что изначально они предназначены для выработки силы. Варка упрощает процесс усвоения, так как во время обработки высокими температурами в волокнах разрушаются поперечные связи. Но даже в этом случае полное усвоение происходит через 3 – 6 часов.

Интересно! Если ваша цель – нарастить мышцы, съедайте за час до тренировки белковую еду. Подходит куриная или индюшиная грудка, рыба и кисломолочные продукты. Так вы усилите эффективность упражнений.

Не забывайте также и о растительном продовольствии. Большое количество вещества содержится в семенах и бобовых. Но на их извлечение организму необходимо потратить много сил и времени. Грибной компонент самый сложный для переваривания и усвоения, а вот соя легко достигает своей цели. Но одной сои не будет достаточно для полноценной работы организма, ее обязательно нужно комбинировать с полезными свойствами животного происхождения.

Качество белка

Биологическая ценность белков можно рассматривать с разных сторон. Химическую точку зрения и азот мы уже изучили, рассмотрим и другие показатели.

  • Аминокислотный профиль означает, что белки, поступающие с пищей, должны соответствовать тем, которые уже есть в организме. Иначе синтез нарушится и приведет к распаду белковых соединений.
  • Продукты с консервантами и те, которые подверглись сильной тепловой обработке, имеют меньше доступных аминокислот.
  • В зависимости от скорости расщепления белков на простые компоненты, белки усваиваются быстрее или медленнее.
  • Утилизация белков – показатель времени, на которое в организме задерживается образованный азот, и сколько в общем количестве получается перевариваемого протеина.
  • Эффективность зависит от того, как ингредиент повлиял на прирост мышечной массы.

Также следует отметить уровень усвоения белков по составу аминокислот. За счет химической и биологической ценности можно определить продукцию с оптимальным источником протеина.

Рассмотрим список компонентов, входящих в рацион атлета:

Как мы видим, углеводная пища также входит в здоровое меню для совершенствования мышц. Не отказывайтесь от полезных компонентов. Только при правильном соотношении белков, жиров и углеводов, организм не ощутит стресса и будет видоизменяться в лучшую сторону.

Важно! В рационе должны преобладать белки растительного происхождения. Их соотношение к животным составляет 80% к 20%.

Чтобы получить максимальную пользу от белковых продуктов, не забывайте об их качестве и скорости усвоения. Старайтесь сбалансировать рацион так, чтобы организм насытился полезными микроэлементами и не страдал от дефицита витаминов и энергии. В завершение к сказанному отметим, что нужно заботиться о правильном метаболизме. Для этого старайтесь наладить питание и употреблять белковую пищу после обеда. Так вы предупредите ночные перекусы, а это благоприятно скажется на вашей фигуре и здоровье. Если вы хотите похудеть, кушайте мясо птицы, рыбу и кисломолочные продукты с низкой жирностью.

Читать еще:  Белка белку на дереве

Виды белков

Белки — важнейшие органические соединения. Они состоят из аминокислот, последовательность которых определена (детерминирована) в генетической информации. Всего известно двадцать таких мономеров, существующих в биологическом мире.

Белки и их значение для организма человека

Протеины являются необходимым элементом, который поступает из пищи и используется на нужды организма. То есть из чужеродного вещества в результате они могут синтезировать родное соединение. Пептиды выполняют множество задач, начиная с того, что являются структурным материалом, участвуют во многих реакциях и процессах.

Поступает этот нутриент в организм в виде продуктов, по которым можно разделить белки на растительные и животные по своей природе, по скорости переваривания — на быстрые и медленные.

Белки для организма человека

Какие бывают белки: классификация, свойства и функции

Различают несколько видов пептидов в организме человека. По своему строению они делятся на простые и сложные. Первые состоят только из аминокислот (протеины), другие в своей молекуле имеют дополнительные элементы органической или неорганической природы (протеиды) или из нескольких простых белков — полипептиды. Также по своей структуре они делятся на такие классы:

  • Первичные;
  • Вторичные;
  • Третичные (это первый этап строения глобулы);
  • Четвертичные (например, гемоглобин).

На заметку. Последние две из них способны выполнять свои функции.

Задачи пептидов в организме:

  • «Строительный» материал или основа — входят в состав кожи, волос, ногтей, мембран клеток и так далее.
  • Участие в пищеварении — гормоны и ферменты (к примеру, гормоны поджелудочной железы на жир).
  • Защита — как часть иммунной системы, СРБ белок, свертывающей системы крови и т. д.
  • Участие в движении, ведь белки являются частью мышечных волокон.
  • «Поддержание красоты» — коллагеновые волокна, белок кератин (keratin) волос и ногтей.
  • Участие в реакциях — катализаторы, сигнальные элементы.
  • Транспортирование веществ.
  • В составе мембраны клеток являются рецепторами.
  • Энергетическая — при денатурации (разрушении) связей молекулы высвобождается энергия.

Свойства полимерных молекул определяются их структурой и составом (формулой):

  • Растворимость в воде — растворимые и нерастворимые.
  • Молекулярность — высоко и низкомолекулярные.
  • По содержанию аминокислот — заменимые и незаменимые белки.
  • Гидролиз-способность под действием различных кислых или щелочных веществ распадаться на отдельные аминокислоты, то есть нарушается первичная структура.
  • Денатурация — нарушение сложной структуры (выпрямление), потеря ее стабилизации, под влиянием различных факторов.

Какие из белков растворимые, а какие не растворяются в воде

Благодаря своей формуле и структуре некоторые протеины, способны хорошо растворяться в воде — гидрофильные соединения. Другие напротив — гидрофобные. Они могут выпадать в осадок или «сворачиваться» при контакте с водой. К первой группе (растворимым) относятся альбумины, также молочные и кровяные пептиды. Во вторую входят кератиновый, яичный белок. Гидрофильными считаются белки плазматические, ГрЭПС, ядра, а гидрофобными — двойного липидного слоя мембраны клеток, которые образуют соединения с другими веществами.

Виды белков и их типы

На заметку. Различают простые и сложные белки. Первые состоят только из аминокислот, во вторых может содержаться дополнительная структура (нуклеопротеиды, фосфопротеины, хромопротеид, липопротеиды и так далее).

Это могут быть как органические фрагменты — сахара, жиры, нуклеиновые кислоты, так и неорганические соединения — металлы. По типу строения молекулы различают такие пептиды:

  • Глобулярный — водорастворимые. Глобулярные белки имеют необычное строение — это цепь аминокислот, свернутых в «сферу» или глобулу, их могут стабилизировать связи аминокислот. Но если таких шариков несколько, то они обычно соединяются активным центром — некислотной структурой (например, у гемоглобина это гем).
  • Мембранный — являются рецепторными белками, входят в слой мембран клеток. Могут обеспечивать транспорт внутрь и наружу от поверхности клетки.
  • Фибриллярный — это белки полимеры, чаще всего образуют трубочки, микрофибриллы. К ним относятся коллаген, кератин.

Также существуют такие необычные разновидности протеинов:

  • Маркеры (например, эозино-катионный белок);
  • Мажорные и минорные;
  • Быстрые и медленные;
  • Основные, кислотные и нейтральные белки;
  • Высокомолекулярные, (иногда выделяют низкомолекулярные фракции).

На заметку. Существуют так называемые мажорные и минорные белки, их можно найти у бактерий. Они есть также и у человека, точнее их структурные аналоги с теми же функциями. Так мажорные или основные протеины образуют поры, через которые пассивно проходят небольшие молекулы. А минорные являются активными транспортерами.

Эозино-катионный белок относится к группе медиаторов эозинофилов, принимает участие в развитии аллергических реакций. Таких как аллергический дерматит, астма, ринит и так далее. Является маркером, то есть его можно определять с помощью анализов.

Гемоглобин — это один из сложных глобиновых белков. В его составе присутствуют 4 глобулы и гемовый центр, содержащий активное железо. Необходим человеку для дыхания, поскольку в эритроците связывает и переносит кислород и углекислый газ.

Коллагеновые природные протеины — это структурные элементы соединительной ткани, отвечают за ее упругость. Относятся к группе фибриллярных молекул, имеют волокнистую или фибриллярную (нитевидную) структуру.

На заметку. Белок кератин, обладающий защитной функцией, — это также представитель фибриллярной группы. Входит в состав волос, ногтей, обеспечивая их внешний здоровый вид, прочность.

Сухой белок — это продукт, приготовленный на основе яичного протеина из свежих яиц, из которых был отделен желток. Может использоваться в кулинарии, для приготовления стойкой сахарной пены или крема на булочках. Как же разводить сухой белок, в каких пропорциях? На одну часть порошка приходится 7 частей воды. Смешивать нужно постепенно, постоянно помешивая.

Также можно выделить такие типы белков, как быстрые и медленные, по скорости процесса переваривания организмом человека. Первые — полезны тем, что быстро дают силы и энергию, а вторые — являются запасными энергетическими белками.

Протеины (белки) в продуктах

Природные протеины по своей химической природе являются полимерами, поскольку состоят из мономеров-аминокислот, которые объединяются в цепочки и определяют свойства молекулы. В зависимости от преобладания функциональных групп белки можно разделить на кислые, основные и нейтральные. У первых в растворе с водой образуется отрицательный заряд, смещая среду системы в кислую сторону, в строении преобладают карбоксильные группы. У основных протеинов больше аминогрупп, поэтому раствору они придают щелочную или основную среду. А нейтральные белки содержат одинаковое число обоих групп.

На заметку. Протеиновый белок представляет собой порошкообразное вещество, которое может быть использовано в спорте в качестве добавки для роста мышечной

массы. Высокомолекулярные белки — это соединения, не проходящие через большинство пор и фильтров организма в норме, из-за большой молекулы. Практически все протеины человеческого организма к ним относятся, поскольку являются полимерами.

Какие белки входят в состав миофибрилл

Миофибриллы — это трубчатые или нитеобразные органические структуры, в состав которых входят фрагменты (саркомеры). Их образуют такие соединения, как актин, миозин, тропонины, небулины, титины.

Природные пептиды играют большую роль в нормальном жизнеобеспечении организма человека, поэтому важно следить за их поступлением с пищей.

Белка – любительница орешков

Содержание:

Белки – мелкие грызуны из семейства белячьих весьма распространены в мире, много их живет, как в диких лесах, так и городских парках, скверах, садах. Все знают, что более всего белки любят орешки, и порой, постукиванием этих самых орешков белку можно даже приманить поближе. Какие повадки у белки, места обитания, рацион питания и много другое интересное об этом удивительном зверьке читайте далее.

Белка: описание, строение, характеристика. Как выглядит белка?

Внешний вид белки, пожалуй, знаком каждому – длинное тело, такие же длинные ушки, пушистый хвост. Уши белки вытянутые, порой с кисточками на конце. Лапки у белки сильные, с острыми когтями на конце, благодаря такому строению лап все белки с легкостью лазят по деревьям.

Хвост у белки весьма длинный, он составляет целых 2/3 от общего размера этого грызуна, и столь большой хвост природа белкам подарила не только лишь красоты ради, он также имеет одну важную и полезную функцию – служит белкам своеобразным «рулем» при полетах с дерева на дерево. А еще во время сна белки укрывают свое тело хвостом словно одеялом.

Размеры белок зависят от вида, в среднем белка имеет 20-31 см в длину, хотя встречаются, как и более крупные белки, имеющие 50 см длины, так и более маленькие белки, чья длина тела составляет всего лишь 5-6 см. Такая например самая маленькая мышиная белка.

Шубка белки различается зимой и летом, по причине, что этот зверек линяет два раза в год. Зимой шерсть белки пушистая и плотная, а летом наоборот короткая и более редкая. Зимний окрас белки обычно темно-бурый, рыжий, серый, с белым животиком, в летнее время белка, как правило, рыжая.

Также у белок-летяг по бокам имеется специальная перепонка, позволяющая им планировать во время полета.

Сколько живут белки в природе и домашних условиях?

Максимальная продолжительность жизни белки составляет 12 лет. Вот только до столь почтенного (по меркам белки, разумеется) возраста эти грызуны доживают лишь в домашних условиях, в неволе. Белки, живущие в лесу, обычно редко когда доживают даже до 4 лет. Не только потому, что у них много природных врагов, но и часто лесные белки погибают от голода, холода и болезней.

Где живут белки?

Белки обитают практически везде, за исключением Австралии, острова Мадагаскар, полярных территорий, юга Южной Америки и пустынной части Африки.

В качестве мест обитания белки живут исключительно в лесах, там, где много деревьев, поэтому их не встретить в пустынях северной Африки и в целом, в местах с минимальной растительностью. Деревья и белки – извечные спутники, где есть деревья, там с большой вероятностью будут и эти грызуны. Причем большую часть своей жизни белки проводят именно на деревьях, излишне говорить, что на деревьях они в своей родной стихии, легко по ним лазают, прыгают с ветки на ветку.

Что едят белки

Чем питаются эти милые зверьки? Разумеется, лесными орехами, но не только лишь ими, помимо орехов в рацион питания белки входят желуди, семена хвойных деревьев: ели, сосны, кедра и других, также грибы и разные зерна. Будучи всеядным животным, белка не прочь полакомится и разными жуками, жабами, ящерицами и даже птенцами птиц. При неурожае и голоде белка поедает кору деревьев, лишайники, корневища и травянистые растения.

Враги белок в природе

Сама же белка также может стать добычей, благо в природных условиях у нее множество врагов, которые не прочь полакомится белкой. Среди них куницы, совы, лисы и даже кошки.

Белка зимой. Как белка готовится к зиме?

К приходу зимы все белки готовятся основательно. Прежде всего, они делают множество укрытий для своих съестных запасов, которые также заблаговременно собирают. Как правило, они собирают желуди, орехи и грибы, которые затем прячут в дуплах деревьев или вырытых норах. К сожалению, собранные беличьи запасы часто разворовываются другими животными, а про некоторые свои укрытия пушистые грызуны и вовсе забывают. Впрочем, эта забывчивость белок идет на пользу лесу, так как забытые белками семена, желуди и орехи часто прорастают и обзаводятся новыми насаждениями.

Читать еще:  Белка на сибирский лад

Что же касается поведения белок в зимнее время, то во время сильных морозов белки сидят в своих дуплах, погруженные в полудрему. Если же зимние холода не такие сильные белки ведут обычный активный образ жизни, порой даже разворовывают тайники мышей и бурундуков.

Белка весной

А вот ранняя весна – наиболее трудное время для белок, так как зимние запасы уже съедены или забыты, а новые еще не появились и не выросли. В этом время белками практически нечего есть и именно ранней весной белки могут погибать от голода. Чтобы выжить грызунам остается только питаться корой деревьев, побегами растений.

Виды белок, фото и названия

Всего на планете Земля живет целых 280 видов белок, которые входят в 48 родов. Далее мы опишем наиболее интересные виды белок.

Белка обыкновенная

Это самый распространенный вид беличьего семейства, обыкновенная белка обитает по всей Евразии от Ирландии до Японии, в том числе не боится жить рядом с человеком. Именно ее мы чаще всего видим, гуляя в парке или лесу. Имеет рыжий окрас.

Белка Аберта

Эта белка живет в хвойных лесах США и Мексики. От других белок отличается более крупными размерами, ее длина составляет 46-58 см и шерстю серого цвета.

Бразильская белка

Она же Гвианская белка, живет в ряде стран Южной Америки. Небольшого размера, всего 20 см в длину. Имеет темно-коричневый окрас.

Кавказская белка

Также известна как персидская белка, обитает на Ближнем Востоке и Кавказе. Имеет средние беличьи размеры и буровато-серый окрас.

Каролинская белка

Еще один представитель американских белок, каролинская белка обитает в лесах США, Мексики и Канады. Имеет серый окрас с коричневыми и рыжими подпалинами. Размеры этих белок также несколько большие – 40-50 см в длину.

Огненная белка

Эта живущая в Венесуэле белка имеет голову и уши характерного красного цвета, благодаря чему получила свое название.

Краснохвостая белка

Обитающая в тропических лесах Центральной и Южной Америки краснохвостая белка может похвастаться своим ярким красным хвостом и более крупными (30-50 см в длину) как для остальных белок размерами.

Западная серая белка

Эта белка примечательна, прежде всего, тем, что это самая большая белка в мире, она имеет длину тела в 50-60 см. Также имеет серебристо-серый окрас, а вот брюшко у нее белого цвета. Живет в Мексике и США, в основном в дубовых и хвойных лесах.

Японская белка

Обитающая на японских островах белка японская имеет красивый серый окрас и средние беличьи размеры.

Мышиная белка

А эта белка наоборот примечательна тем, что это самая маленькая белка в мире, она имеет всего лишь 5-6 см в длину.

Размножение белок

Брачный сезон для большинства видов белок наступает весной, как ни парадоксально в самое трудное время для этих зверьков. Причем белки обычно ведут одиночный способ жизни, и только на время спаривания ищут себе партнера. Вокруг одной самки зачастую собирает двое-трое самцов. Самцы начинают настоящую борьбу за самку, они урчат друг на друга, стараются напугать конкурента, а порой и устраивают настоящие драки с погонями по веткам. Как и полагается в природе, в результате самка достается самому сильному самцу, сумевшему отогнать своих конкурентов.

После спаривания беременная самка строит отдельное гнездо для будущего потомства. Беременность у белки длится 35-38 дней. За раз может появиться от 1 до вплоть 10 детенышей. Рождаются бельчата без шерсти и слепые, только через 2 недели они начинают прозревать. Первые 50 дней жизни бельчата находятся под опекой матери, кормятся ее молоком. Но по прошествии двух месяцев они начинают быстро взрослеть, покидают материнское гнездо, а через год стают уже взрослыми и половозрелыми белками.

Содержание белок в домашних условиях

Так как белка является весьма милым зверьком, то не удивительно, что порой люди их содержат в неволе. При содержании белки дома важно создать ей подходящие условия для жизни. Так как белка – активный грызун, ей нужен просторный вольер с длиной и шириной хотя б по пол метра. В вольере должно быть гнездо или скворечник, ветки, по которым белка будет прыгать, полки на которых она будет сидеть.

Также, разумеется, весьма важно обеспечить белке правильное питание. Кормить этого зверька можно свежими либо сушеными грибами, кедровыми орехами, желудями, фундуком. Шишки с семенами также придутся белке по нраву. Для восполнения дефицита белка будет полезно давать вашему питомцу мел или яичную скорлупу.

При должной усидчивости можно приручить белку есть с руки. Важно, не стоит кормить белку арахисом и солеными семечками, они для нее вредны.

Интересные факты о белках

  • Все белки очень чистоплотны, но особенно чистоплотны белки самцы, так самец тратит даже больше времени на уход за своей шубкой нежели самка.
  • Строение тела белки такое, что чем то напоминает парашют, благодаря этому даже при падении с высоты до 30 метров белка не получит никаких повреждений.
  • Белки могут быть весьма прожорливыми и при благоприятных условиях белка способна съесть еды, равной массе самой белки.

Белка, видео

И в завершение очень интересные документальный фильм о необычных способностях белок – «Супер белки».

Белки в клетках как выглядят

Белки – это биологические гетерополимеры, мономерами которых являются аминокислоты. Белки синтезируются в живых организмах и выполняют в них определенные функции.
В состав белков входят атомы углерода, кислорода, водорода, азота и иногда серы.

Мономеры белков – аминокислоты – вещества, имеющие в своем составе неизменяемые части аминогруппу NH2 и карбоксильную группу СООН и изменяемую часть – радикал. Именно радикалами аминокислоты отличаются друг от друга. Аминокислоты обладают свойствами кислоты и основания (они амфотерны), поэтому могут соединяться друг с другом. Их количество в одной молекуле может достигать нескольких сотен. Чередование разных аминокислот в разной последовательности позволяет получать огромное количество различных по структуре и функциям белков.

В белках встречается 20 видов различных аминокислот, некоторые из которых животные синтезировать не могут. Они получают их от растений, которые могут синтезировать все аминокислоты. Именно до аминокислот расщепляются белки в пищеварительных трактах животных. Из этих аминокислот, поступающих в клетки организма, строятся его новые белки.

Структура белковой молекулы – ее аминокислотный состав, последовательность мономеров и степень скрученности молекулы, которая должна умещаться в различных отделах и органоидах клетки, причем не одна, а вместе с огромным количеством других молекул.

1.Последовательность аминокислот в молекуле белка образует его первичную структуру. Она зависит от последовательности нуклеотидов в участке молекулы ДНК (гене), кодирующем данный белок. Соседние аминокислоты связаны пептидными связями, возникающими между углеродом карбоксильной группы одной аминокислоты и азотом аминогруппы другой аминокислоты.
2.Длинная молекула белка сворачивается и приобретает сначала вид спирали – вторичная структура белковой молекулы. Между СО и NH – группами аминокислотных остатков соседних витков спирали, возникают водородные связи, удерживающие цепь.
3.Молекула белка сложной конфигурации в виде глобулы (шарика), приобретает третичную структуру. Прочность этой структуры обеспечивается гидрофобными, водородными, ионными и дисульфидными S-S связями.
4.Некоторые белки имеют четвертичную структуру, образованную несколькими полипептидными цепями (третичными структурами). Четвертичная структура так же удерживается слабыми нековалентными связями – ионными, водородными, гидрофобными.

Однако прочность этих связей невелика и структура может быть легко нарушена. При нагревании или обработке некоторыми химическими веществами белок подвергается денатурации и теряет свою биологическую активность.

Нарушение четвертичной, третичной и вторичной структур обратимо. Разрушение первичной структуры необратимо.
Белки имеют видовую специфичность: каждый вид организмов обладает белками, не встречающимися у других видов.

Таблица. Образование структур (уровня пространственной организации) белков.

Функции белков.

Каталитическая (ферментативная) – белки ускоряют все биохимические процессы, идущие в клетке: расщепление питательных веществ в пищеварительном тракте, участвуют в реакциях матричного синтеза. Каждый фермент ускоряет одну и только одну реакцию (как в прямом, так и в обратном направлении). Скорость ферментативных реакций зависит от температуры среды, уровня ее рН, а также от концентраций реагирующих веществ и концентрации фермента.
Транспортная – белки обеспечивают активный транспорт ионов через клеточные мембраны, транспорт кислорода и углекислого газа, транспорт жирных кислот.
Защитная – антитела обеспечивают иммунную защиту организма; фибриноген и фибрин защищают организм от кровопотерь.
Структурная – одна из основных функций белков. Белки входят в состав клеточных мембран; белок кератин образует волосы и ногти; белки коллаген и эластин – хрящи и сухожилия.
Сократительная – обеспечивается сократительными белками – актином и миозином.
Сигнальная – белковые молекулы могут принимать сигналы и служить их переносчиками в организме (гормонами). Следует помнить, что не все гормоны являются белками.
Энергетическая – при длительном голодании белки могут использоваться в качестве дополнительного источника энергии после того, как израсходованы углеводы и жиры.

Таблица. Основные функции белков и пептидов.

Тематические задания.

Часть А

А1. Последовательность аминокислот в молекуле белка зависит от:
1) структуры гена
2) внешней среды
3) их случайного сочетания
4) их строения

А2. Человек получает незаменимые аминокислоты путем
1) их синтеза в клетках
3) приема лекарств
2) поступления с пищей
4) приема витаминов

А3. При понижении температуры активность ферментов
1) заметно повышается
2) заметно понижается
3) остается стабильной
4) периодически изменяется

А4. В защите организма от кровопотерь участвует
1) гемоглобин
2) коллаген
3) фибрин
4) миозин

А5. В каком из указанных процессов белки не участвуют?
1) обмен веществ
2) кодирование наследственной информации
3) ферментативный катализ
4) транспорт веществ

А6. Укажите пример пептидной связи:

Часть В

В1. Выберите функции, характерные для белков
1) каталитическая
2) кроветворная
3) защитная
4) транспортная
5) рефлекторная
6) фотосинтетическая

В2.
Установите соответствие между структурой белковой молекулы и ее особенностями

СТРУКТУРА БЕЛКОВОЙ МОЛЕКУЛЫ

А) имеет форму глобулы
Б) удерживается пептидными связями
В) удерживается пептидными, водородными, дисульфидными связями
Г) определяется последовательностью нуклеотидов в гене
Д) определяет биологическую активность белка
Е) не спирализована

1) первичная
2) третичная

Часть С

С1. Почему продукты хранят в холодильнике?
С2. Почему продукты, подвергшиеся тепловой обработке, хранятся дольше?
СЗ. Объясните понятие «специфичность» белка, и какое биологическое значение имеет специфичность?
С4. Прочитайте текст, укажите номера предложений, в которых допущены ошибки и объясните их.
1) Большая часть химических реакций в организме катализируется ферментами.
2) Каждый фермент может катализировать множество типов реакций.
3) У фермента есть активный центр, геометрическая форма которого изменяется в зависимости от вещества, с которым фермент взаимодействует.
4) Примером действия фермента может быть разложение мочевины уреазой.
5) Мочевина разлагается на двуокись углерода и аммиак, которым пахнет кошачий лоток с песком.
6) За одну секунду уреаза расщепляет до 30000 молекул мочевины, в обычных условиях на это потребовалось бы около 3 млн. лет.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector