Белки выполняют множество самых разнообразных функций, характерных для живых организмов, с некоторыми из которых мы познакомимся более подробно при дальнейшем изучении курса. Ниже рассматриваются главные и в некотором смысле уникальные биологические функции белков, несвойственные или лишь частично присущие другим классам биополимеров. Каталитическая функция. К 1995 г. было идентифицировано более 3400 ферментов. Большинство известных в настоящее время ферментов, называемых биологическими катализаторами, является белками. Эта функция белков, хотя и не оказалась уникальной, определяет скорость химических реакций в биологических системах. Транспортная функция. Дыхательная функция крови, в частности перенос кислорода, осуществляется молекулами гемоглобина – белка эритроцитов. В транспорте липидов принимают участие альбумины сыворотки крови. Ряд других сывороточных белков образует комплексы с жирами, медью, железом, тироксином, витамином А и другими соединениями, обеспечивая их доставку в соответствующие органы-мишени. Защитная функция. Основную функцию защиты в организме выполняет иммунная система, которая обеспечивает синтез специфических защитных белков-антител в ответ на поступление в организм бактерий, токсинов, вирусов или чужеродных белков. Высокая специфичность взаимодействия антител с антигенами (чужеродными веществами) по типу белок-белковое взаимодействие узнаванию и нейтрализации биологического действия антигенов. Защитная функция белков проявляется и в ряда белков плазмы крови, в частности фибриногена, к свертыванию. В результате свертывания фибриногена образуется сгусток крови, предохраняющий от потери крови при ранениях. Сократительная функция. В акте мышечного сокращения и расслабления участвует множество белковых веществ. Однако главную роль в этих жизненно важных процессах играют актин и миозин – специфические белки мышечной ткани. Сократительная функция присуща не только мышечным белкам, но и белкам цитоскелета, что обеспечивает тончайшие процессы жизнедеятельности клеток (расхождение хромосом в процессе митоза) . Структурная функция. Белки, выполняющие структурную (опорную) функцию, занимают по количеству первое место среди других белков тела человека. Среди них важнейшую роль играют фибриллярные белки, в частности коллаген в соединительной ткани, кератин в волосах, ногтях, коже, эластин в сосудистой стенке и др. Большое значение имеют комплексы белков с углеводами в формировании ряда секретов: мукоидов, муцина и т. д. В комплексе с липидами (в частности, с фосфолипидами) белки участвуют в образовании биомембран клеток. Гормональная функция. Обмен веществ в организме регулируется разнообразными механизмами. В этой регуляции важное место занимают гормоны, синтезируемые не только в железах внутренней секреции, но и во многих других клетках организма (см. далее) . Ряд гормонов представлен белками или полипептидами, например гормоны гипофиза, поджелудочной железы и др. Некоторые гормоны являются производными аминокислот. 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. Можно назвать еще некоторые другие жизненно важные функции белков. Это, в частности, экспрессия генетической информации, генерирование и передача нервных импульсов поддерживать онкотическое давление в клетках и крови, буферные свойства, поддерживающие физиологическое значение рН внутренней среды, и др. Таким образом, из этого далеко не полного перечня основных функций белков видно, что указанным биополимерам принадлежит исключительная и разносторонняя роль в живом организме. Если попытаться выделить главное
1. Накопительные корни. Они, кроме основных функций, выполняют и функцию запасания веществ.Существует 2 вида накопительных корней:КорнеплодыВ образовании корнеплодов принимают участие как главный корень, так и нижние участки стебля. Пример:Редис, турнепс, свекла, репа, брюква и другие растения запасают питательные вещества в корнеплодах.
Корневые клубниКорневые клубни появляются, если питательные вещества накапливаются вбоковых и придаточных корнях.Пример:Корневые клубни имеются у георгина, чистяка.
2.Корни-прицепки, которые развиваются из придаточных корней и растениям прикрепляться к различным поверхностям — стволам деревьев, фасадам зданий. Пример:Плющ балтийский ловко взбирается по сосновым стволам при корней-прицепок.
3. Дыхательные корни В местах со стоячей водой или в местах, которые часто затапливаются, проблематично обеспечение корневой системы кислородом, так как кислород растворяется в воде в ограниченном количестве. Пример:Дыхательные корни образуются у ивы ломкой или у некоторых других растений, если они поселяются на топких берегах рек.
4. Воздушные корни У растений, живущих на стволах и ветвях деревьев влажных тропических лесов (орхидей, бромелий), образуются воздушные корни, свободно свисающие вниз. Такие корни поглощают дождевую воду и растениям жить в этих своеобразных условиях. Воздушные корни могут расти и в почве, выполняя функции обычных корней. Пример:Орхидея
5. Корни-подпорки У некоторых тропических деревьев (например, у баньяна) на стволах и крупных ветвях образуются придаточные корни, дорастающие до земли и служащие подпорками Досковидные корни-подпорки образуются как у растущих в тропических лесах деревьев, например, у хлопкового дерева, так и у деревьев, растущих в умеренных широтах, например, у вяза обыкновенного.
Каталитическая функция. К 1995 г. было идентифицировано более 3400 ферментов. Большинство известных в настоящее время ферментов, называемых биологическими катализаторами, является белками. Эта функция белков, хотя и не оказалась уникальной, определяет скорость химических реакций в биологических системах.
Транспортная функция. Дыхательная функция крови, в частности перенос кислорода, осуществляется молекулами гемоглобина – белка эритроцитов. В транспорте липидов принимают участие альбумины сыворотки крови. Ряд других сывороточных белков образует комплексы с жирами, медью, железом, тироксином, витамином А и другими соединениями, обеспечивая их доставку в соответствующие органы-мишени.
Защитная функция. Основную функцию защиты в организме выполняет иммунная система, которая обеспечивает синтез специфических защитных белков-антител в ответ на поступление в организм бактерий, токсинов, вирусов или чужеродных белков. Высокая специфичность взаимодействия антител с антигенами (чужеродными веществами) по типу белок-белковое взаимодействие узнаванию и нейтрализации биологического действия антигенов. Защитная функция белков проявляется и в ряда белков плазмы крови, в частности фибриногена, к свертыванию. В результате свертывания фибриногена образуется сгусток крови, предохраняющий от потери крови при ранениях.
Сократительная функция. В акте мышечного сокращения и расслабления участвует множество белковых веществ. Однако главную роль в этих жизненно важных процессах играют актин и миозин – специфические белки мышечной ткани. Сократительная функция присуща не только мышечным белкам, но и белкам цитоскелета, что обеспечивает тончайшие процессы жизнедеятельности клеток (расхождение хромосом в процессе митоза) .
Структурная функция. Белки, выполняющие структурную (опорную) функцию, занимают по количеству первое место среди других белков тела человека. Среди них важнейшую роль играют фибриллярные белки, в частности коллаген в соединительной ткани, кератин в волосах, ногтях, коже, эластин в сосудистой стенке и др. Большое значение имеют комплексы белков с углеводами в формировании ряда секретов: мукоидов, муцина и т. д. В комплексе с липидами (в частности, с фосфолипидами) белки участвуют в образовании биомембран клеток.
Гормональная функция. Обмен веществ в организме регулируется разнообразными механизмами. В этой регуляции важное место занимают гормоны, синтезируемые не только в железах внутренней секреции, но и во многих других клетках организма (см. далее) . Ряд гормонов представлен белками или полипептидами, например гормоны гипофиза, поджелудочной железы и др. Некоторые гормоны являются производными аминокислот.
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.
Можно назвать еще некоторые другие жизненно важные функции белков. Это, в частности, экспрессия генетической информации, генерирование и передача нервных импульсов поддерживать онкотическое давление в клетках и крови, буферные свойства, поддерживающие физиологическое значение рН внутренней среды, и др.
Таким образом, из этого далеко не полного перечня основных функций белков видно, что указанным биополимерам принадлежит исключительная и разносторонняя роль в живом организме. Если попытаться выделить главное
Пример:Редис, турнепс, свекла, репа, брюква и другие растения запасают питательные вещества в корнеплодах.
Корневые клубниКорневые клубни появляются, если питательные вещества накапливаются вбоковых и придаточных корнях.Пример:Корневые клубни имеются у георгина, чистяка.
2.Корни-прицепки, которые развиваются из придаточных корней и растениям прикрепляться к различным поверхностям — стволам деревьев, фасадам зданий.
Пример:Плющ балтийский ловко взбирается по сосновым стволам при корней-прицепок.
3. Дыхательные корни
В местах со стоячей водой или в местах, которые часто затапливаются, проблематично обеспечение корневой системы кислородом, так как кислород растворяется в воде в ограниченном количестве.
Пример:Дыхательные корни образуются у ивы ломкой или у некоторых других растений, если они поселяются на топких берегах рек.
4. Воздушные корни
У растений, живущих на стволах и ветвях деревьев влажных тропических лесов (орхидей, бромелий), образуются воздушные корни, свободно свисающие вниз. Такие корни поглощают дождевую воду и растениям жить в этих своеобразных условиях. Воздушные корни могут расти и в почве, выполняя функции обычных корней.
Пример:Орхидея
5. Корни-подпорки
У некоторых тропических деревьев (например, у баньяна) на стволах и крупных ветвях образуются придаточные корни, дорастающие до земли и служащие подпорками
Досковидные корни-подпорки образуются как у растущих в тропических лесах деревьев, например, у хлопкового дерева, так и у деревьев, растущих в умеренных широтах, например, у вяза обыкновенного.