În denaturare, biomolecule precum proteine și acizi nucleici își pierd activitatea biologică din cauza modificărilor structurale. Cu toate acestea, structura primară a biomoleculelor rămâne intactă. În organism, există atât procese de denaturare necesare, cât și dăunătoare.
Ce este denaturarea?
În stomac, denaturarea alimentelor proteine apare datorită influenței acid gastric. Denaturarea se referă la distrugerea structurii secundare, terțiare și cuaternare a proteine și acizi nucleici prin influențe fizice și chimice. Influențele fizice reprezintă căldura, presiunea sau radiațiile cu energie ridicată. Din punct de vedere chimic, denaturările sunt cauzate de acizi, alcalii, haotropi, detergenți, alcool sau alți compuși. Cu toate acestea, în ciuda acestor schimbări structurale, structura primară rămâne intactă. Structura primară se caracterizează prin secvența de aminoacizi în proteine (albumen) sau azot Baze de in acizi nucleici. Structura secundară descrie plierea biomoleculelor prin influența hidrogen legături, polare interacţiuni, legături ionice și interacțiuni hidrofobe. Cu excepția formării de legături disulfurice între diferite sulf-conținând aminoacizi, celelalte legături covalente nu sunt modificate. În structura terțiară, structurile spațiale se formează într-un lanț de biomolecule datorită pliurilor. Structura cuaternară se caracterizează prin formarea structurii spațiale cu lanțuri multiple. În acest proces, proteinele și nucleicul acizi își dezvoltă activitatea biologică numai prin formarea structurilor secundare, terțiare și cuaternare. Denaturarea distruge aceste structuri prin ruperea legăturilor fizice dintre grupurile atomice individuale și legăturile chimice din grupurile disulfură. Deși structura primară este păstrată, activitatea biologică se pierde. Denaturarea are loc în mod constant atât în exterior, cât și în interiorul corpului. Un exemplu tipic de denaturare este duritatea oului în timpul gătit. În majoritatea cazurilor, denaturările sunt ireversibile. Cu toate acestea, ele pot fi și reversibile.
Funcția și sarcina
Denaturările apar în mod constant la organismele animale și umane. De exemplu, proteinele dietetice trebuie mai întâi pregătite pentru descompunerea chimică în individ aminoacizi. Acest lucru nu este posibil fără digestia structurilor secundare, terțiare sau cuaternare. Peptidazele pot deveni active numai atunci când lanțul proteic a fost desfășurat. În stomac, influența acid gastric provoacă denaturarea proteinelor alimentare. După trecerea prin portalul gastric, pulpa alimentară procesată este în continuare descompusă chimic de digestiv enzime a pancreasului. hidrati de carbon, grăsimile și proteinele sunt descompuse în monomerii lor corespunzători. Sub influența peptidazelor, amino-ul individual acizi sunt formate din proteinele alimentare denaturate, care sunt transformate în proteine endogene în organism. Agentul pentru denaturare în stomac is acid gastric, care constă în principal din acid clorhidric. Cu toate acestea, acidul gastric nu descompune numai proteinele alimentare. De asemenea, distruge multe dintre produsele alimentare patogenii prin denaturarea lor. Denaturarea proteinelor și a acizilor nucleici joacă, de asemenea, un rol important în apărarea imună. Astfel, particulele străine de proteine (boala germeni) și celulele bolnave sau moarte sunt preluate și dizolvate de așa-numitele macrofage. Digestia lor are loc în așa-numiții lizozomi. Lizozomii sunt organite celulare care descompun substanțele străine și endogene cu ajutorul enzime. Macrofagele conțin un număr deosebit de mare de lizozomi. În interiorul lizozomilor există o valoare PH scăzută (mediu acid). Acolo, proteinele și componentele acidului nucleic sunt mai întâi denaturate și apoi digerate prin digestiv enzime. În plus, temperaturi ridicate apar adesea în timpul unei infecții. În cazul în care febră, chiar și boală sensibilă germeni sunt uciși prin denaturare datorită efectului căldurii. Lizozomii sunt prezenți nu numai în macrofage, ci și în celelalte celule ale corpului, deoarece produsele reziduale neutilizabile și componentele proteice trebuie digerate în fiecare celulă. Procesele de denaturare descrise până acum sunt vitale pentru organism.
Boli și afecțiuni
Cu toate acestea, în legătură cu denaturările care au loc în corp, există și procese patologice. În cazul infecțiilor, de exemplu, febră nu ucide germeni singur, deoarece temperaturile ridicate prelungite pot distruge și proteinele proprii ale corpului. Acest lucru afectează în special enzimele foarte sensibile. Dacă temperatura corpului depășește 40 de grade pentru o lungă perioadă de timp, multe enzime devin ineficiente. Prin urmare, foarte mare febră are un efect potențial fatal asupra organismului. Cu toate acestea, dacă temperatura ridicată scade din nou în decurs de șase ore, daunele sunt încă reversibile. Denaturările proteinelor sunt cauzate și de efectele metalelor grele. Metale grele poate forma complexe cu proteine. Acest lucru le schimbă structurile terțiare și cuaternare. Din nou, enzimele sunt deosebit de afectate. Acesta este motivul pentru care acumulările de metale grele în organism conduce la boli cronice severe și uneori letale. Acid sau alcalin arsuri implică, de asemenea, denaturarea proteinelor endogene în piele. Moartea țesutului afectat inițiază procese inflamatorii care conduce până la mâncărime și severă piele reacții. În plus, arsuri conduce la denaturarea proteinelor endogene ale piele și țesut conjunctiv. În medicină, sângerările severe sunt adesea tratate cu curent de înaltă frecvență. În acest proces, temperatura țesutului este încălzită pe scurt până la 80 de grade. Ca urmare, proteinele tisulare și țesut conjunctiv fibrele se coagulează. Acest lucru permite închiderea eficientă a plăgii. Multe boli legate de vârstă sunt, de asemenea, asociate cu modificări ale structurii secundare și terțiare a proteinelor. Deși denaturarea completă nu are loc în aceste cazuri, ea are ca rezultat, printre altele, replierea și formarea plăcilor. Un exemplu bine cunoscut îl constituie plăcile senile din Alzheimer pacienți. Plăcile senile sunt depozite de proteine în creier care se formează ca urmare a plierii în structura terțiară. Cu toate acestea, cauzele acestui proces nu sunt încă cunoscute. Printre altele, o influență a aluminiu se discută despre modificările structurale ale proteinei tau.
