Białka

Budowa białek

Białka to polimery złożone z 20 różnych rodzajów aminokwasów. Te aminokwasy łączą się ze sobą, tworząc długie łańcuchy białkowe. Jeden taki łańcuch może składać się od kilkudziesięciu do tysięcy aminokwasów. Wszystkie białka w organizmach powstają na bazie informacji genetycznej zawartej w DNA i RNA.

Polimery to związki zbudowane z powtarzających się jednostek, które nazywamy monomerami. W przypadku białek, monomerami są aminokwasy. Aminokwasy łączą się ze sobą, tworząc długi łańcuch, który jest właśnie polimerem białka. Ten łańcuch aminokwasów tworzy strukturę białka, które pełni różnorodne funkcje w organizmach, takie jak budowanie mięśni, przekazywanie informacji czy pełnienie roli enzymów.

Aminokwasy składają się z węgla, wodoru, tlenu i azotu, z dodatkiem siarki w niektórych z nich. Ich składnikami są:

• atom węgla w centralnej części

• grupa karboksylowa (-COOH)

• grupa aminowa (-NH₂)

• podstawnik oznaczany symbolem R

Aminokwasy łączą się poprzez wiązania peptydowe, tworząc strukturę białkową. Powstają one pomiędzy grupą karboksylową jednego aminokwasu a grupą aminową następnego.

Podział białek

Białka możemy podzielić ze względu na ich strukturę na proste i złożone. Białka proste składają się wyłącznie z aminokwasów, podczas gdy białka złożone zawierają również część niebiałkową, taką jak cukry, tłuszcze, kwasy nukleinowe czy jony metalu. Niektórzy naukowcy uważają ten podział za nieco przestarzały, choć wciąż powszechnie stosowany.

Białka różnią się między sobą budową, m.in. liczbą, rodzajem i kolejnością aminokwasów, oraz obecnością części niebiałkowej. Te cechy wpływają na właściwości białek, na przykład na to, czy dany białkowy związek rozpuszcza się w wodzie i jaką przyjmuje formę.

Właściwości białek

Większość białek rozpuszcza się w wodzie, tworząc roztwory koloidalne. Oznacza to, że cząsteczki białka są otoczone cząsteczkami wody i nie łączą się ze sobą. Pod wpływem czynników fizycznych lub chemicznych białka mogą ulegać koagulacji lub denaturacji.

Koagulacja polega na łączeniu się cząsteczek białka w większe struktury, co prowadzi do wytrącania się osadu. Proces ten jest odwracalny, co oznacza, że po dodaniu odpowiedniego czynnika (np. wody) białko może wrócić do swojej pierwotnej postaci.

Denaturacja to proces polegający na naruszeniu struktury białka. Podczas denaturacji następuje rozerwanie wiązań chemicznych (z wyjątkiem wiązań peptydowych), co powoduje zmianę struktury i właściwości białka, np. jego rozpuszczalności. Takie białko nie może już pełnić swojej funkcji biologicznej.

Do czynników fizycznych powodujących denaturację białek należą:

• Wysoka temperatura (zazwyczaj powyżej 40°C)

• Promieniowanie UV i Rentgenowskie

• Wysokie ciśnienie

Wśród czynników chemicznych powodujących denaturację białek można wyróżnić:

• Stężone kwasy i zasady

• Sole metali ciężkich

• Alkohole

Przykładem denaturacji białka jest jajko sadzone. Pod wpływem temperatury białko jaja ulega denaturacji, staje się nieprzezroczyste i nierozpuszczalne w wodzie. W ten sam sposób zmienia się struktura i właściwości innych białek pod wpływem czynników powodujących denaturację.

Funkcje białek

Białka pełnią różnorodne funkcje w organizmach, obejmując m.in. aspekty enzymatyczne, strukturalne, magazynujące, transportowe, odpornościowe i ochronne. Przykłady ilustrujące te różne role to:

• Histony odpowiadają za funkcję strukturalną, stanowiąc podporę dla nawiniętej na nie nici DNA, co wpływa na organizację strukturalną komórek.

• Keratyna pełni istotną funkcję strukturalną, ponieważ jest głównym składnikiem budującym włosy i paznokcie.

• Pepsyna, będąca enzymem trawiennym wytwarzanym w żołądku, odpowiada za funkcję enzymatyczną, umożliwiając trawienie białek.

• Kolagen spełnia funkcję strukturalną, tworząc istotne elementy, takie jak skóra, ścięgna i więzadła.

• Hemoglobina jest nośnikiem funkcji transportowej, przenosząc tlen i dwutlenek węgla we krwi.

• Globuliny, pełniące rolę przeciwciał, odpowiadają za funkcję odpornościową. Inne globuliny działają natomiast jako transportery, przemieszczając hormony.

• Albuminy, będące kolejnym przykładem białek transportowych, przekazują między innymi hormony, leki, witaminy oraz jony różnych metali.

• Mioglobina, jako białko magazynujące, gromadzi tlen w mięśniach, umożliwiając dostęp do niego w przypadku potrzeb fizjologicznych.

• Fibrynogen, z kolei, pełni kluczową funkcję ochronną, uczestnicząc w procesie krzepnięcia krwi i chroniąc przed utratą tego cennego płynu.