البروتينات Proteins

توجد البروتينات في كل أجزاء الخلايا الحيوانية والنباتية، فهي تشكل حوالي نصف وزن جسم الإنسان، وهي تلعب أدواراً مهمة في كل العمليات الحيوية التي تحدث في الجسم، وقبل الخوض في الصفات الفيزيائية والكيميائية والفسيولوجية لهذه الجزيئات الحيوية المهمة، لابد لنا من القاء نظرة شاملة وسريعة على الوحدات البنائية الأساسية لهذه الجزيئات، وهي الاحماض الامينية، وكذلك على أهم الأدوار الوظيفية للجزيئات البروتينية في الجسم.

1. وظيفة تحفيز التفاعلات داخل الجسم :

فهي ومن خلال المركبات الانزيمية تقوم بتحفيز كل التفاعلات الكيميائية في الانظمة الحيوية، وتقدم الانزيمات قوة تحفيزية هائلة، فهي عادة تزيد من سرعة التفاعل بما لا يقل عن مليون ضعف، ولقد تم التعرف على خواص الآلاف من الأنزيمات والحصول على الكثير منها في شكلها البلوري. والحقيقة اللافتة للنظر ان كل الانزيمات المعروفة حاليا تقريبا تتكون من البروتينات ويلعب البروتين الدور المميز في تحديد أنماط التحولات الكيميائية في الانظمة البيولوجية.

1. وظيفة النقل والتخزين :

تقوم بعض البرتينات الخاصة بنقل كثيرا من الجزيئات الصغيرة والايونات، فمثلا تقوم جزيئة الهيموكلوبين بنقل الاوكسجين في كريات الدم الحمراء، وينقل الميوكلوبين وهو بروتين قريب من حيث التركيب الكيميائي لجزيئة الهيموكلوبين الاوكسجين في العضلات، ويحمل الحديد من البلازما بواسطة جزيئة النزانسفيرين، ويخزن الحديد في الكبد والطحال في جزيئة الفريبتين.

1. وظيفة الحركة :

ان الحركة المنسقة التي تقوم بها العضلات التي يكون البروتين المكون الرئيسي لها، ويتم انقباض العضلات بالحركات الانزلاقية لنوعين من البروتينات الخيطية.

وفي النطاق الميكروسكوبي فإن الحركات المنسقة والتي تتمثل في حركة الكروموسومات أثناء عملية الانقسام الميتوزي ودفع الحيوان المنوي بالأهداب هو نتيجة انقباض تجمعات مكونة من البروتينات.

1. وظيفة الدعامة الميكانيكية :

ترجع مقاومة الشدة العالية في الجلد والعظم الى وجود جزيئة الكولاجين (C0llagen) وهو أحد البروتينات الضامة من نوع البروتينات الليفية.

1. وظيفة الوقاية :

الأجسام المضادة (Antibodies) هي عبارة عن جزيئات بروتينية عالية التخصص تتحدد مع الأجسام الغريبة الداخلة الى الجسم مثل الفيروسات والبكتريا، وهي خلايا تعود الى كائن آخر. وهذا يدلل على ان البروتينات من هذا النوع تلعب دوراً حيوياً في التمييز بين الذاتي واللاذاتي.

1. وظيفة توليد ونقل نبضات الأعصاب :

تنتقل استجابات خلايا الأعصاب للمنبهات الخاصة بواسطة مستقبلات بروتينية فمثلا الرودوبسين وهو بروتين مستقبل للضوء في خلايا الأعصاب الشبكية، وهنالك مستقبلات بروتينية تقدح بجزيئات خاصة صغيرة مثل جزيئة الأستيل كولين (Acetyl choline) وهي المسؤولة عن نقل النبضات العصبية في نقاط التلاقي المتواجدة عن اتصالات الخلايا العصبية.

1. وظيفة ضبط النمو والتمايز التخليقي :

ان النقل المتسلسل والمنضبط للمعلومات الوراثية ضروري لنمو الخلايا وتمييزها التخليقي المنتظم ويعبر فقط عن جزء صغير من الجين في الخلية في وقت واحد. وفي البكتريا فإن البروتينات الكابحة هي عناصر ضابطة مهمة تتواجد في قطعاً خاصة من DNA الخلية. وفي الكائنات الراقية فإن النمو والتمايز يحكمها بروتينات عوامل النمو. فمثلا بوجه عام النمو العصبي الى تكوين الشبكة العصبية وتنسق الانشطة المختلفة في الخلايا المختلفة في الكائنات الحية بالهرمونات، وكثير من هذه الهورمونات عبارة عن مركبات بروتينية مثل هورمون الأنسولين، وهورمون محفز الغدة الدرقية.

ان البروتينات في خصائصها التي أشرنا الى بعضها في أعلاه لا يشابهها اي نوع من المركبات الاخرى، فاستحقت بذلك اسمها المأخوذ من الكلمة اليونانية (Proteios) والتي تعني المرتبة الأولى والتي اطلقها عليها العالم السويدي (Jons Jakob Berzelius).