معلومات عن البروتين

البروتين ((أو الهَيُولِين أو الآحين))
((مركب عضوي معقّد التركيب ذو وزن جزيئي عال يتكون من حموض أمينية مرتبطة مع بعضها بواسطة رابطة ببتيدية. البروتين ضروري في تركيب ووظيفة كلّ الخلايا الحية وحتى الفيروسات.))

--------------------
العديد من البروتينات تشكل الانزيمات أَو وحدات بروتينية تدخل في تركيب الإنزيماتِ. كما يقوم البروتين بأدوار أخرى الهيكليةِ أَو الميكانيكيةِ، مثل تلك تشكيل الدعامات و المفاصل ضمن الهيكل الخلوي. تلعب البروتينات مهام حيوية أخرى فهي عضو مهم في الإستجابة المناعية و في تخزين و نقل الجزيئات الحيوية كما تشكل مصدرا للحموض الأمينية بالنسبة للكائنات التي لا تستطيع تشكيل هذه الحموض الأمينية بنفسها .

البروتينات أيضا واحدة من الجزيئات الضخمة الحيوية إلى جانب عديدات السكريدات و الدسم و الأحماض النووية، وهذه الجريئات الضخمة الحيوية تشكل بمجموعها مكونات المادة الحية الأساسية .

تحتوي الخلايا الحية على العديد من المركبات و العناصر الكيميائية البسيطة و المعقدة وهي مهمة بشكل بحت في بقاء الخلية على قيد الحياة ، و من أمثلة تلك العناصر والمركبات على الترتيب الصوديوم و البوتاسيوم و الكلور ... إلخ وكذلك الكربوهيدرات - نشويات و سكريات - والدهون و البروتينات .


بنية البروتين:

يتركب البروتين من عدد من الأحماض الأمينية - مواد تحتوي على مجموعة كربوكسيل COOH- حامضية و مجموعة أمين NH2-قاعدية لذا فإن لها تأثير متعادل - ترتبط تلك الحماض مع بعضها بروابط كيميائية تعرف بالروابط الببتيدية ، ثم تتشكل من هذا الشكل الأولي إلى أشكال ثانوية و ثالثية و رابعية طبقا لروابط أخرى - هيدروجينية و أيونية - تحافظ على شكل البروتين إما كروي globular أو خيطي fibrous .


يتألف البروتين من سلاسل ببتيدية مؤلفة من ترابط حموض أمينية تلتف فيما بعد لتشكل بنية ثلاثية الأبعاد فريدة ( يتميز كل بروتين ببنية مختلفة عن البروتينات الأخرى) ، تدعى هذه البنية بالحالة الأصلية للبروتين و تتحدد حسب ترتيب الحموض الأمينية في عملية الترابط التي تشكل السلاسل البروتينية .

بنية أولية: تحددها تسلسل الحموض الأمينية

بنية ثانوية: تتألف من بنى ثانوية تتشكل من التفاف السلاسل الببتيدية على بعضها بشكل حلزونات ألفا و صفائح بيتا .

بنية ثالثية: وهي ما يحدد شكل البروتين النهائي ، تتألف من اجتماع البنى الثانوية للبروتين (لوالب ألفا و صفائح بيتا ) بوساطة قوى فيزيائية غير تكافؤية لتعطي الشكل النهائي للبروتين.

بنية رابعية: يستخدم عادة هذا المصطلح للدلالة على البنية التي تكونها اتحاد بروتينين أو أكثر في ما يسمى الوحدة البروتينية .

البنية البروتينية غير ثابتة إطلاقا بل تتغير لتأدية وظائفها المختلفة و لتحقيق هذا التغيير البنيوي يحدث تغير في ارتباطات البنية الثالثية و الرابعية ، لذلك ندعو هذه البنى الثالثية و الرابعية تشكيلات كيميائية و ما يحدث لها من تغيرات بالتغيرات التشكيلية conformational changes .


وظائف البروتين:
يشارك البروتين تقريبا في جميع العمليات الخلوية بما فيها تنظيم الوظائف الخلوية مثل نقل الإشارات الخلوية و الاستقلاب فعملية تحطيم البروتينات نفسها تجري في الخلية بالإستعانة بأنزيمات ( و هي مركبات بروتينية ) تدعى بروتيازات .

آلية التنظيم البروتيني:
يمكن للبروتينات ان تربط بها جزيئات كيماوية متنوعة و شوارد معدنية ضمن تجويفات خاصة في بنيتها تدعى : مواقع الارتباط Bindingsites ومع ذلك تتميز البروتينات باصطفائية كيميائية عالية تجاه المركبات التي ترتبط بها . تدعى المركبات التي ترتبط بالبروتينات لجينات ligand ، أما شدة الارتباط لجين-بروتين فهي إحدى خصائص موقع الارتباط و تدعى الألفة affinity .

بما أن البروتينات تتدخل في كل عملية تتم ضمن الخلايا الحية ، لذلك فإن التحكم في العمليات الحيوية يمكن أن يتم عن طريق التحكم بفعالية هذه البروتينات . هذا التنظيم لمل البروتينات يمكن أن يتم عن طريق شكل البروتينات أو تركيزها :

تحوير تفارغي Allosteric modulation
تحوير تساهمي Covalent modulation



ما المركبات الرئيسية التي تسهم في تركيب البروتين؟
تساهم في عملية تركيب البروتينات في الخلية الحية المركبات الآتية:
1-حمض(DNA)
2-حمض (RNA)المرسال
3-حمض(RNA)الناقل
4-الريباسات

نسخ المادة الوراثية لا تتحول المعلومات الوراثية في المورثات إلى بروتينات مباشرة حيث تقوم المورثة بنسخ ال(RNA)المرسال الخاص بها حاملا إلى الهيولى رسالة المورثة التي يعبر عنها بلغة النوكليوتيدات بالاتجاه(5َ إلى 3َ)على ال(RNA) المرسال لذلك تدعى سلسة
(DNA ) المورثة السلسلة الناسخة أو المشفرة.



خصائص البروتينات:
للبروتينات تأثير متعادل على ورقة عباد الشمس.

أمثلة للبروتينات:
1\ألبيومين ( بروتين بياض البيض )
2\غلبوبيولين ( -كريين- في الدم و اللبن )
3\أنسولين ( هرمون ينظم سكر الدم )