प्रोटीन सबसे महत्वपूर्ण कार्बनिक पदार्थ हैं, जिनकी संख्या जीवित कोशिका में मौजूद अन्य सभी मैक्रोमोलेक्यूल्स पर प्रबल होती है। वे पौधे और पशु जीवों दोनों के शुष्क पदार्थ के आधे से अधिक वजन का निर्माण करते हैं। कोशिका में प्रोटीन के कार्य विविध हैं, उनमें से कुछ अभी भी विज्ञान के लिए अज्ञात हैं। लेकिन फिर भी, उनके "काम" की मुख्य दिशाओं का अच्छी तरह से अध्ययन किया जाता है। कोशिकाओं और ऊतकों में होने वाली प्रक्रियाओं को प्रोत्साहित करने के लिए कुछ की आवश्यकता होती है। अन्य महत्वपूर्ण खनिज यौगिकों को कोशिका झिल्ली के पार और रक्त वाहिकाओं के माध्यम से एक अंग से दूसरे अंग में ले जाते हैं। कुछ विदेशी अक्सर रोगजनक एजेंटों से शरीर की रक्षा करते हैं। एक बात स्पष्ट है - हमारे शरीर में एक भी प्रक्रिया बिना प्रोटीन के नहीं होती है।
प्रोटीन के बुनियादी कार्य
शरीर में प्रोटीन के कार्य विविध हैं। प्रत्येक समूह में एक विशिष्ट रसायन होता हैइमारत, एक विशेष "काम" करता है। कुछ मामलों में, कई प्रकार के प्रोटीन एक दूसरे से जुड़े होते हैं। वे एक ही प्रक्रिया के विभिन्न चरणों के लिए जिम्मेदार हैं। या वे एक साथ कई प्रभावित करते हैं। उदाहरण के लिए, प्रोटीन का नियामक कार्य एंजाइम और हार्मोन द्वारा किया जाता है। हार्मोन एड्रेनालाईन को याद करके इस घटना की कल्पना की जा सकती है। यह अधिवृक्क मज्जा द्वारा निर्मित होता है। रक्त वाहिकाओं में प्रवेश करके, यह रक्त में ऑक्सीजन की मात्रा को बढ़ाता है। ब्लड प्रेशर भी बढ़ जाता है, शुगर की मात्रा बढ़ जाती है। यह चयापचय प्रक्रियाओं को उत्तेजित करता है। एड्रेनालाईन मछली, उभयचर और सरीसृप में भी एक न्यूरोट्रांसमीटर है।
एंजाइमी कार्य
जीवों की कोशिकाओं में होने वाली कई जैव रासायनिक प्रतिक्रियाएं उच्च तापमान पर और एक तटस्थ पीएच मान के साथ की जाती हैं। ऐसी परिस्थितियों में, उनके पारित होने की दर बहुत कम होती है, इसलिए एंजाइम नामक विशेष उत्प्रेरक की आवश्यकता होती है। उनकी सभी विविधता को 6 वर्गों में जोड़ा जाता है, जो क्रिया की विशिष्टता में भिन्न होते हैं। कोशिकाओं में राइबोसोम पर एंजाइम संश्लेषित होते हैं। एंजाइमोलॉजी का विज्ञान उनके अध्ययन में लगा हुआ है।
निस्संदेह, एंजाइमों के बिना प्रोटीन का नियामक कार्य असंभव है। उनके पास कार्रवाई की उच्च चयनात्मकता है। उनकी गतिविधि को अवरोधकों और सक्रियकर्ताओं द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है। इसके अलावा, एंजाइम आमतौर पर सब्सट्रेट विशिष्टता प्रदर्शित करते हैं। इसके अलावा, एंजाइमी गतिविधि शरीर और विशेष रूप से कोशिकाओं में स्थितियों पर निर्भर करती है। उनका प्रवाह दबाव, अम्लीय पीएच, तापमान, विलयन की आयनिक शक्ति से प्रभावित होता है, अर्थात्कोशिका द्रव्य में नमक की सघनता।
प्रोटीन परिवहन समारोह
कोशिका को शरीर के लिए आवश्यक खनिज और कार्बनिक पदार्थ लगातार प्राप्त होते रहना चाहिए। कोशिकाओं में निर्माण सामग्री और ऊर्जा स्रोतों के रूप में इनकी आवश्यकता होती है। लेकिन उनकी प्राप्ति का तंत्र काफी जटिल है। कोशिका भित्ति केवल प्रोटीन से अधिक से बनी होती है। जैविक झिल्ली लिपिड की दोहरी परत के सिद्धांत पर बनी होती है। उनके बीच विभिन्न प्रोटीन अंतर्निहित हैं। यह बहुत महत्वपूर्ण है कि हाइड्रोफिलिक क्षेत्र झिल्ली की सतह पर स्थित होते हैं, जबकि हाइड्रोफोबिक क्षेत्र इसकी मोटाई में स्थित होते हैं। इस प्रकार, ऐसी संरचना खोल को अभेद्य बनाती है। वे "मदद" के बिना, शर्करा, मेटोल आयन और अमीनो एसिड जैसे महत्वपूर्ण घटकों के बिना अपने आप से नहीं गुजर सकते। उन्हें साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के माध्यम से साइटोप्लाज्म में विशेष प्रोटीन द्वारा ले जाया जाता है जो लिपिड परतों में एम्बेडेड होते हैं।
पदार्थों का एक अंग से दूसरे अंग में परिवहन
लेकिन प्रोटीन का परिवहन कार्य केवल अंतरकोशिकीय पदार्थ और कोशिका के बीच ही नहीं होता है। शारीरिक प्रक्रियाओं के लिए महत्वपूर्ण कुछ पदार्थों को एक शरीर से दूसरे शरीर में पहुँचाना पड़ता है। उदाहरण के लिए, रक्त में परिवहन प्रोटीन सीरम एल्ब्यूमिन है। यह फैटी एसिड के साथ यौगिक बनाने की एक अनूठी क्षमता से संपन्न है जो वसा के पाचन के दौरान, दवाओं के साथ-साथ स्टेरॉयड हार्मोन के साथ दिखाई देता है। महत्वपूर्ण वाहक प्रोटीन हीमोग्लोबिन (ऑक्सीजन अणुओं को वितरित करना), ट्रांसफ़रिन (लौह आयनों के साथ संयोजन) और सेरुप्लास्मिन (के साथ परिसरों का निर्माण) हैंतांबा)
प्रोटीन का सिग्नल कार्य
बहुकोशिकीय जटिल जीवों में शारीरिक प्रक्रियाओं के दौरान रिसेप्टर प्रोटीन का बहुत महत्व है। वे प्लाज्मा झिल्ली में एम्बेडेड होते हैं। वे विभिन्न प्रकार के संकेतों को समझने और समझने का काम करते हैं जो न केवल पड़ोसी ऊतकों से, बल्कि बाहरी वातावरण से भी निरंतर प्रवाह में कोशिकाओं में प्रवेश करते हैं। वर्तमान में, शायद सबसे अधिक अध्ययन किया जाने वाला रिसेप्टर प्रोटीन एसिटाइलकोलाइन है। यह कोशिका झिल्ली पर कई इंटरन्यूरोनल जंक्शनों में स्थित होता है।
लेकिन प्रोटीन का सिग्नलिंग कार्य न केवल कोशिकाओं के अंदर किया जाता है। कई हार्मोन अपनी सतह पर विशिष्ट रिसेप्टर्स से बंधते हैं। ऐसा गठित यौगिक एक संकेत है जो कोशिकाओं में शारीरिक प्रक्रियाओं को सक्रिय करता है। ऐसे प्रोटीन का एक उदाहरण इंसुलिन है, जो एडिनाइलेट साइक्लेज सिस्टम में कार्य करता है।
सुरक्षा कार्य
कोशिका में प्रोटीन के कार्य भिन्न होते हैं। उनमें से कुछ प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया में शामिल हैं। यह शरीर को संक्रमण से बचाता है। प्रतिरक्षा प्रणाली बड़ी संख्या में लिम्फोसाइटों के संश्लेषण के साथ पहचाने गए विदेशी एजेंटों का जवाब देने में सक्षम है। ये पदार्थ इन एजेंटों को चुनिंदा रूप से नुकसान पहुंचा सकते हैं, वे शरीर के लिए विदेशी हो सकते हैं, जैसे बैक्टीरिया, सुपरमॉलेक्यूलर कण, या वे कैंसर कोशिकाएं हो सकते हैं।
समूहों में से एक - "बीटा" -लिम्फोसाइट्स - प्रोटीन का उत्पादन करता है जो रक्तप्रवाह में प्रवेश करता है। उनका एक बहुत ही दिलचस्प कार्य है। इन प्रोटीनों को विदेशी कोशिकाओं और मैक्रोमोलेक्यूल्स को पहचानना चाहिए। फिर उनसे जुड़ जाते हैं,एक परिसर का निर्माण करना जिसे नष्ट किया जाना है। इन प्रोटीनों को इम्युनोग्लोबुलिन कहा जाता है। विदेशी घटक स्वयं एंटीजन हैं। और उनके अनुरूप इम्युनोग्लोबुलिन एंटीबॉडी हैं।
संरचनात्मक कार्य
शरीर में अति विशिष्ट के अतिरिक्त संरचनात्मक प्रोटीन भी होते हैं। वे यांत्रिक शक्ति प्रदान करने के लिए आवश्यक हैं। कोशिका में प्रोटीन के ये कार्य शरीर के आकार और यौवन को बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण हैं। सबसे प्रसिद्ध कोलेजन है। यह संयोजी ऊतकों के बाह्य मैट्रिक्स का मुख्य प्रोटीन है। उच्च स्तनधारियों में, यह प्रोटीन के कुल द्रव्यमान का 1/4 तक होता है। कोलेजन को फाइब्रोब्लास्ट में संश्लेषित किया जाता है, जो संयोजी ऊतकों की मुख्य कोशिकाएं होती हैं।
कोशिका में प्रोटीन के ऐसे कार्यों का बहुत महत्व है। कोलेजन के अलावा, एक और संरचनात्मक प्रोटीन जाना जाता है - इलास्टिन। यह बाह्य कोशिकीय मैट्रिक्स का भी एक घटक है। इलास्टिन ऊतकों को कुछ सीमाओं के भीतर खिंचाव और आसानी से अपने मूल आकार में लौटने की क्षमता देने में सक्षम है। एक संरचनात्मक प्रोटीन का एक अन्य उदाहरण फाइब्रोइन है, जो रेशमकीट कैटरपिलर में पाया जाता है। यह रेशम के धागों का मुख्य घटक है।
मोटर प्रोटीन
कोशिका में प्रोटीन की भूमिका को कम करके नहीं आंका जा सकता। वे मांसपेशियों के काम में भी भाग लेते हैं। स्नायु संकुचन एक महत्वपूर्ण शारीरिक प्रक्रिया है। नतीजतन, मैक्रोमोलेक्यूल्स के रूप में संग्रहीत एटीपी रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है। इस प्रक्रिया में प्रत्यक्ष भागीदार दो प्रोटीन हैं - एक्टिन और मायोसिन।
ये मोटर प्रोटीनफिलामेंटस अणु हैं जो कंकाल की मांसपेशियों की सिकुड़ा प्रणाली में कार्य करते हैं। वे यूकेरियोटिक कोशिकाओं में गैर-मांसपेशी ऊतकों में भी पाए जाते हैं। मोटर प्रोटीन का एक अन्य उदाहरण ट्यूबुलिन है। इससे सूक्ष्मनलिकाएं बनती हैं, जो कशाभिका और सिलिया का एक महत्वपूर्ण तत्व हैं। जानवरों के तंत्रिका ऊतक की कोशिकाओं में ट्यूबिलिन युक्त सूक्ष्मनलिकाएं भी पाई जाती हैं।
एंटीबायोटिक्स
कोशिका में प्रोटीन की सुरक्षात्मक भूमिका बहुत बड़ी होती है। इसका एक हिस्सा एक समूह को सौंपा जाता है जिसे आमतौर पर एंटीबायोटिक्स कहा जाता है। ये प्राकृतिक मूल के पदार्थ हैं, जो एक नियम के रूप में, बैक्टीरिया, सूक्ष्म कवक और अन्य सूक्ष्मजीवों में संश्लेषित होते हैं। वे अन्य प्रतिस्पर्धी जीवों की शारीरिक प्रक्रियाओं को दबाने के उद्देश्य से हैं। 40 के दशक में प्रोटीन मूल के एंटीबायोटिक्स की खोज की गई थी। उन्होंने दवा में क्रांति ला दी, इसे विकास के लिए एक शक्तिशाली प्रोत्साहन दिया।
अपनी रासायनिक प्रकृति से, एंटीबायोटिक्स एक बहुत ही विविध समूह हैं। वे कार्रवाई के अपने तंत्र में भी भिन्न होते हैं। कुछ कोशिकाओं के अंदर प्रोटीन संश्लेषण को रोकते हैं, अन्य महत्वपूर्ण एंजाइमों के उत्पादन को रोकते हैं, अन्य विकास को रोकते हैं, और अन्य प्रजनन को रोकते हैं। उदाहरण के लिए, प्रसिद्ध स्ट्रेप्टोमाइसिन जीवाणु कोशिकाओं के राइबोसोम के साथ परस्पर क्रिया करता है। इस प्रकार, वे नाटकीय रूप से प्रोटीन के संश्लेषण को धीमा कर देते हैं। साथ ही, ये एंटीबायोटिक्स मानव शरीर के यूकेरियोटिक राइबोसोम के साथ परस्पर क्रिया नहीं करते हैं। इसका मतलब है कि ये पदार्थ उच्च स्तनधारियों के लिए जहरीले नहीं हैं।
यह कोशिका में प्रोटीन के सभी कार्य नहीं हैं। टेबलएंटीबायोटिक पदार्थ आपको अन्य अत्यधिक विशिष्ट क्रियाओं को निर्धारित करने की अनुमति देते हैं जो ये विशिष्ट प्राकृतिक यौगिक बैक्टीरिया पर ही नहीं बल्कि सक्षम हैं। वर्तमान में, प्रोटीन मूल के एंटीबायोटिक दवाओं का अध्ययन किया जा रहा है, जो डीएनए के साथ बातचीत करते समय वंशानुगत जानकारी के अवतार से जुड़ी प्रक्रियाओं को बाधित करते हैं। लेकिन अभी तक ऐसे पदार्थों का उपयोग केवल ऑन्कोलॉजिकल रोगों की कीमोथेरेपी में किया जाता है। ऐसे एंटीबायोटिक पदार्थ का एक उदाहरण डैक्टिनोमाइसिन है, जिसे एक्टिनोमाइसेट्स द्वारा संश्लेषित किया जाता है।
टॉक्सिन
कोशिका में मौजूद प्रोटीन बहुत विशिष्ट और असाधारण कार्य भी करते हैं। कई जीवित जीव विषाक्त पदार्थों - विषाक्त पदार्थों का उत्पादन करते हैं। उनकी प्रकृति से, ये प्रोटीन और जटिल कम आणविक भार कार्बनिक यौगिक हैं। एक उदाहरण पेल ग्रीबे कवक का जहरीला गूदा है।
आरक्षित और खाद्य प्रोटीन
कुछ प्रोटीन जानवरों और पौधों के भ्रूण को पोषण प्रदान करने का कार्य करते हैं। ऐसे कई उदाहरण हैं। अनाज के बीजों की कोशिका में प्रोटीन का महत्व ठीक इसी में निहित है। वे पौधे के उभरते हुए रोगाणु को उसके विकास के पहले चरण में पोषण देंगे। जानवरों में, आहार प्रोटीन अंडे एल्ब्यूमिन और दूध कैसिइन हैं।
प्रोटीन के अस्पष्टीकृत गुण
उपरोक्त उदाहरण केवल वे भाग हैं जिनका पहले ही पर्याप्त अध्ययन किया जा चुका है। लेकिन प्रकृति में कई रहस्य हैं। कई जैविक प्रजातियों की कोशिका में प्रोटीन अद्वितीय होते हैं, और वर्तमान में उन्हें वर्गीकृत भी करते हैंमुश्किल। उदाहरण के लिए, मोनेलिन एक प्रोटीन है जिसे एक अफ्रीकी पौधे से खोजा और अलग किया गया है। इसका स्वाद मीठा होता है, लेकिन यह गैर-मोटापा और गैर विषैले होता है। भविष्य में यह चीनी का बेहतरीन विकल्प हो सकता है। एक अन्य उदाहरण कुछ आर्कटिक मछलियों में पाया जाने वाला प्रोटीन है जो तुलना के शाब्दिक अर्थों में एंटीफ्ीज़ के रूप में कार्य करके रक्त को जमने से रोकता है। कई कीड़ों में, रेज़िलिन प्रोटीन, जिसमें एक अद्वितीय, लगभग पूर्ण लोच होता है, पंखों के जोड़ों में पाया गया। और ये सभी पदार्थों के उदाहरण नहीं हैं जिनका अध्ययन और वर्गीकरण किया जाना बाकी है।
