Beljakovine

Ikona poučevalne enote Kaj se boste v tem poglavju naučili?

Spoznali boste:

- da je vzrok za raznolikost živih bitij raznolikost beljakovin, ki gradijo naše telo,

- zgradbo in delitev beljakovin.

Ikona poučevalne enote Uvod
Osnovni gradniki beljakovin so aminokisline. Če se med seboj poveže več molekul aminokislin, nastane polipeptid. Beljakovine so polipeptidi. Imenujemo jih tudi makromolekule. Prisotne so v vseh celicah, kjer opravljajo različne funkcije. Vsi življenjski procesi so odvisni od njih.


Ikona poučevalne enote V naravi najdemo na tisoče različnih beljakovin. Zakaj?

Koliko različnih dipeptidov lahko dobimo, če imamo kot izhodni aminokislini glicin in alanin?

Ime glicin alanin
Oznaka* Gly Ala
Model

* Tričrkovna oznaka predstavlja aminokislinsko enoto (npr. Gly = glicin, Ala = alanin).


Ikona poučevalne enote Oglejmo si kombinacijo dveh molekul glicina

Če se povežeta dve molekuli glicina, dobimo dipeptid Glicil-glicin (okrajšava Gly-Gly).

Oglejte si model molekule. S desnim gumbom miške lahko izbirate različne načine predstavitve.



Ikona poučevalne enote Oglejmo si še ostale možne kombinacije
Nastanek dipeptida Ala-Ala
(alanil-alanin)
Nastanek dipeptida Ala-Gly
(alanil-glicin)
Nastanek dipeptida Gly-Ala
(glicil-alanin)
     

Ikona poučevalne enote Preverimo razumevanje

Dopolnite spodnjo tabelo z imeni in okrajšavami za nastale dipeptide. Pomagajte si z zgornjimi animacijami.

Vpišite: Ala-Ala ali Ala-Gly ali Gly-Ala

Model
Ime
Okrajšava

Iz dveh aminokislin lahko dobimo torej različne dipeptidne molekule.

Če vemo, da imajo majhne proteinske molekule približno 50 aminokislinskih enot, velike pa več sto do več tisoč, lahko razumemo, zakaj lahko v naravi najdemo na tisoče različnih beljakovin.

  

Ikona poučevalne enote Značilnosti zgradbe beljakovin - struktura beljakovin

Beljakovine se med seboj razlikujejo v številu, vrsti in zaporedju vezanih aminokislin. Vrstni red povezovanja aminokislin oziroma zaporedje aminokislin v delu molekule beljakovine določa primarno zgradbo beljakovin. Spodnja shema predstavlja primarno strukturo beljakovine - del verige molekule človeškega inzulina.


Funkcija beljakovinske makromolekule pa ni odvisna le od števila in vrstnega reda aminokislin v njej, temveč tudi od prostorske oblike beljakovinske molekule. Verige kovalentno vezanih aminokislin se dalje organizirajo tako, da oblikujejo določene ponavljajoče se vzorce, ki predstavljajo sekundarno zgradbo beljakovin.

Beljakovinske makromolekule se lahko uredijo spiralno, v obliko vijačnice.


trak kroglični

Lahko pa se upognejo in razpotegnejo v upognjeno ravnino.


trak kroglični

Ikona poučevalne enote Več znanja

Linus Carl Pauling je s sodelavci leta 1951 predstavil prve elemente sekundarne strukture, alfa-vijačnico in beta-strukturo.


Ikona poučevalne enote Delitev beljakovin

Enostavne beljakovine so sestavljene le iz aminokislinskih enot. Sem uvrščamo albumine, globuline, prolamine, histone, skleroproteine.

Slika desno predstavlja molekulo serumskega albumina v človeški krvni plazmi.


Serumski albumin
v krvni plazmi, Wikipedija

Struktura hemoglobina, Wikipedija
Sestavljene beljakovine oziroma proteidi nastajajo v organizmu z biosintezo. V molekuli imajo beljakovinski in nebeljakovinski del. Pomembnejši proteidi so:
- nukleoproteidi (nebeljakovinski del je nukleinska kislina). So sestavni del celičnih jeder in celične plazme v rastlinskih in živalskih celicah, v kromosomih so tudi nosilci dednih informacij;
- fosfoproteidi (nebeljakovinski del je fosforjeva kislina). Med najpomembnejše sodita kazein v mleku in vitelin v jajčnem rumenjaku;
- glikoproteidi (nebeljakovinski del je ogljikov hidrat). So pomembne sestavine vezivnih in opornih tkiv, npr. hrustanca in različnih izločkov, npr. slina, sluz. Omeniti velja tudi heparin, ki preprečuje strjevanje krvi;
- kromoproteidi (nebeljakovinski del je barvilo). Sem sodijo npr. hemoglobin, rdeče krvno barvilo in mioglobin, rdeče mišično barvilo; oba vsebujeta kot nebeljakovinski del barvilo hem.

 

Glede na obliko molekul jih v grobem lahko razdelimo na dve veliki skupini:
- nitaste (fibrilarne) in
- kroglaste (globularne).

Nitaste beljakovine najdemo npr. v celicah kože, dlakah, nohtih (keratin), kitah (elastin) kot medcelični vezivni material (kolagen). Predstavljajo vezivni in strukturni material predvsem živalskih celic in tkiv.
Kroglaste beljakovine so večinoma topne v vodi in se nahajajo v telesnih in celičnih tekočinah (npr. encimi, hormoni, transportni in obrambni proteini).


Model kroglaste beljakovine -
struktura encima TIM, Wikipedija

Model nitaste beljakovine -
struktura kolagena, Wikipedija


Ikona vprašanja poučevalne enote Preverimo znanje
Katera od spodaj navedenih snovi ne vsebuje beljakovin?
  
lasje
hemoglobin
sladkor
mleko
jajca

Ikona poučevalne enote Preverimo znanje

Kako imenujemo vez, ki povezuje dve aminokislinski enoti?

vez
  

Ikona poučevalne enote Preverimo znanje

Dopolnite spodnjo tabelo. Posameznim peptidom pripišite ustrezno nebeljakovinsko skupino.

nukleoproteidi kislina
fosfoproteidi
kislina
glikoproteidi
kromoproteidi

  

Ikona vprašanja poučevalne enote Preverimo znanje
Primarno zgradbo beljakovin določa:
  
zaporedje aminokislin v delu molekule beljakovine
število aminokislin v molekuli beljakovine
prostorska oblika beljakovinske molekule
dolžina makromolekule

Ikona poučevalne enote Preverimo znanje
Dopolnite spodnje besedilo.

aminokislin v delu molekule beljakovine določa primarno zgradbo beljakovin. Posamezne verige aminokislin se organizirajo v ponavljajoče se vzorce, ki predstavljajo zgradbo beljakovin.

Glede na zgradbo delimo beljakovine na enostavne beljakovine ali , ki so sestavljene le iz aminokislin in na sestavljene beljakovine ali .

Glede na obliko molekul jih v grobem lahko razdelimo na dve veliki skupini: beljakovine najdemo npr. v celicah kože, dlakah, nohtih (keratin), kitah (elastin) kot medcelični vezivni material (kolagen). Predstavljajo vezivni in strukturni material predvsem živalskih celic in tkiv. beljakovine so večinoma topne v vodi in se nahajajo v telesnih in celičnih tekočinah (npr. encimi, hormoni, transportni in obrambni proteini).