Факультет

Студентам

Посетителям

От нуклеиновых кислот до белков

За последнее время в биохимии сформировалась новая самостоятельная наука, которая (получила название молекулярной биологии.

Десятилетия упорной работы исследователей, предшествовавшие ее появлению, были яркой страницей в истории биологической науки.

Однако многое еще оставалось невыясненным. Ученые знали, что биохимические реакции в организме ускоряются с помощью ферментов, но как это происходит, какие особенности структуры молекулы фермента заставляют ее работать как ускоритель реакции, оставалось неизвестным. Подобного рода «белые пятна» были не только в науке о ферментах — энзимологии, но и в биохимической генетике и в других отраслях биохимии. Иначе говоря, биохимия вплотную подошла к решению своей главной задачи — исследованию основ жизнедеятельности организма на уровне отдельных молекул. Так возникла молекулярная биология.

Чтобы представить себе, как происходят биохимические процессы, в которых участвуют различные биологические молекулы, необходимо было прежде всего получить представление об их структуре. В этом биохимикам очень помогли новые методы исследований физики, физической и органической химии. Многие методы были усовершенствованы, специализированы для решения узких задач и стали повседневным явлением в современных биохимических лабораториях.

Но изучение структуры молекул живого — не единственная цель, которую преследуют ученые, работающие в области молекулярной биологии. Их интересует активная, действующая, функционирующая структура; биологическая роль молекул, принимающих участие в основных процессах жизнедеятельности.

Если взять в руки один из номеров современных журналов, в которых публикуются статьи по молекулярной биологии, то сразу бросается в глаза, что многие из них посвящены изучению структуры и функции макромолекул белков и нуклеиновых кислот. Исключительный интерес к ним объясняется их уникальными функциями. В предыдущих статьях сборника уже говорилось, что нуклеиновые кислоты в живой клетке являются хранителями генетической информации, материальной основой наследственности.

Белки — основа живого

Белки играют основную роль в жизнедеятельности организма, выполняя в нем различные важнейшие функции.

В любой живой клетке — бактериальной или высокоорганизованного животного — протекают тысячи разнообразных биохимических реакций, которые ускоряются катализаторами — ферментами, веществами белковой природы. Каталитическая функция — одна из важнейших функций, выполняемых белковыми молекулами. По всей видимости, эта функция в организме является исключительной привилегией белков, так как до сих пор не обнаружено ферментов небелковой природы.

Белки составляют основную массу органического вещества клетки. Однако далеко не все они участвуют в ферментативных реакциях. Особые белки, выполняющие структурную функцию, вместе с другими веществами — жирами (липидами), углеводами и нуклеиновыми кислотами образуют в клетке оболочку, ядро, митохондрии, рибосомы и другие ее структурные элементы. В этом случае белки выступают как первичный строительный материал клетки. Белковые молекулы, входящие в состав вирусов, кроме структурных, выполняют еще и защитные функции, предохраняя вирусные нуклеиновые кислоты от внешних воздействий и помогая им проникать внутрь живой клетки.

Очень важная, хотя и несколько специализированная функция белков — функция механического сокращения. Когда сократительные белки мышц, так называемые актомиозины, сокращаются, то они способны производить механическую работу. Подвижность всего живого на Земле, от простейших организмов до высокоорганизованных животных, — это результат механической работы, производимой сократительными белками.

У белков имеются и другие функции, например, способность обусловить состояние иммунитета. Иммунитет — это эволюционно сложившаяся защитная реакция организма. Если ввести в ткани животного чужеродный белок — белок другого организма, или ядовитый белок, вырабатываемый болезнетворными бактериями, то в первом организме начинают синтезироваться белковые вещества, которые нейтрализуют ядовитые, неспецифические белки. Состояние иммунитета возникает после инфекционных заболеваний и делает организм невосприимчивым к повторной инфекции.

Перечисленных функций вполне достаточно, чтобы убедиться в уникальной роли белков, которую они играют в процессах жизнедеятельности. Какие же характерные особенности строения белков обеспечивают их биологическую активность? Прежде чем ответить на этот вопрос, необходимо познакомиться со структурой белковых молекул.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: