Twoja-Strona.Net - PLAN ŻYCIA I ŚMIERCI

To wielki kombinat energetyczny i maszyneria, która napędza wszystkie procesy zachodzące w żywych organizmach
Życie jest formą istnienia białka - pisała Agnieszka Osiecka. Sporo w tym racji, jeśli zważyć, że białka (proteiny) stanowią aż 75% suchej masy tkanek miękkich naszego ciała, a słowo "proteina" pochodzi od greckiego "proteios" - pierwszorzędny, o największym znaczeniu.
Mówimy białko - myślimy mleko, jajko, ser. To pierwsze i najczęstsze skojarzenia. Pokarmy, czyli białka codziennego użytku. Od nich m.in. zależy prawidłowy wzrost i rozwój organizmu, a także wszelkie funkcje życiowe.

Aminokwasów sznur
Pole działania białek rozciąga się na znacznie większym obszarze. Stanowią budulec i element konstrukcyjny ciała (np. kolagen), sterują działalnością organów wewnętrznych (enzymy), decydują o sile obronnej organizmu (przeciwciała). Są wszędzie - we krwi, w kościach, w skórze, ślinie, pocie, także we włosach i w paznokciach. Wszędobylskie i wielofunkcyjne, białka są bardzo dużymi cząsteczkami. Zbudowane są z aminokwasów, ułożonych jeden za drugim jak korale na sznurku. Dwadzieścia rodzajów aminokwasów różniących się od siebie znacznie właściwościami - to powód olbrzymiej różnorodności białek. Z tych 20 elementów można zbudować miliardy białkowych kombinacji.
Wystarczy zamiana jednego aminokwasowego "koralika" na inny (spowodowana błędem w kodzie genetycznym), by doprowadzić do śmierci całego organizmu. Dlaczego? Reszty aminokwasów oddziałują ze sobą nawzajem i zamiast prostego łańcucha otrzymujemy skomplikowaną strukturę przestrzenną. Ona wyznacza funkcje białka.
W zależności od ułożenia aminokwasów, łańcuch białkowy może przybrać kształt "helisy a" (przypominającej kręcony włos) lub "harmonijki b" (ułożona z równoległych włókien wygląda jak pofalowana kartka papieru). Znane są białka zdominowane przez helisy a (np. fibryna skrzepu krwi czy keratyna włosów) lub przez harmonijki b (jak białko jedwabiu - fibroina), ale większość protein zawiera po trochu jednych i drugich. Przejścia między nimi umożliwiają giętkie, pozbawione ustalonej struktury pętle oraz ostre zgięcia, zwane "spinkami do włosów". Wszystko po to, by cała cząsteczka przybrała określony kształt, dopasowując się do pozostałych składników komórki jak element układanki.

Nie zawsze białe
Jakiego koloru są białka? Odpowiedź nie jest wcale taka oczywista, bo polska nazwa nieco myli. Stężone roztwory wodne białka załamują światło - opalizują, a niektóre przyjmują nawet białe zabarwienie. Nie zawsze jednak białka są białe.
Mogą być czerwone, jak hemoglobina krwi, która swe zabarwienie zawdzięcza jonom żelaza utrzymywanym w białku. Mogą być niebieskie, jak u ślimaków, u których analogiczną rolę spełniają w białku przenoszącym tlen jony miedzi. To one nadają charakterystyczny bladoniebieski odcień białku. Od ponad 2 miliardów lat organizmy stosują do budowy białek ten sam zestaw 20 aminokwasów. Same białka również niewiele się w tym czasie zmieniły - między białkiem bakterii a człowieka znajdziemy znacznie mniej różnic niż między ich genami. Często też możemy znaleźć prawie identyczne z ludzkimi proteiny u naszych bardzo odległych przodków. Zwierzęta mają jednak o wiele więcej białek niż proste organizmy, korzystają też ze wszystkich dostępnych aminokwasów.

Przewodnik z metką
Skąd te wszystkie cząsteczki wiedzą, do której części komórki mają trafić? Umożliwiają to tzw. sekwencje sygnalne - "metki", kierujące białka do określonego przedziału komórkowego. W dokładnym umiejscowieniu pomagają też naturalni partnerzy danej proteiny - często białko ma powierzchnię tak ściśle dopasowaną do błony komórkowej, że gdy tylko znajdzie się w jej pobliżu - natychmiast zostaje w niej zakotwiczone. Zdarza się również, że białka biorące udział w tym samym procesie komórkowym łączą się ze sobą w jeden duży kompleks, aby wspólnie pełnić swą rolę.
Większość reakcji chemicznych zachodzących w organizmach żywych jest katalizowana przez enzymy, a prawie wszystkie znane enzymy są białkami. Białkowa "ingerencja" może sprowadzać się do związania reagujących substancji przez enzym, odpowiedniej ich modyfikacji i umieszczenia tak blisko siebie, aby musiały ze sobą przereagować. Powoduje przyspieszenie reakcji przynajmniej milion razy.
W ten sposób białka mogą przekształcać proste związki chemiczne (na przykład wytwarzać alkohol podczas fermentacji), dostarczać nam energii w procesie trawienia, tworzyć inne białka oraz kontrolować nasze geny.

Kontakty ze światem
Nie ograniczają się do działań wewnętrznych. Za komunikację ze światem zewnętrznym odpowiadają zatopione w błonie komórkowej białka receptorowe. Kiedy pojawia się bodziec, jako pierwsze reagują nań białka receptorowe. Pobudzają do działania kolejnych specjalistów - białka regulatorowe. Tworzą w komórce doskonałą sieć komunikacyjną, która zapewnia sprawne przesyłanie sygnałów. Tak działają np. komórki węchowe, kubki smakowe, czopki i pręciki oka. Podobnie są też przekazywane sygnały w układzie nerwowym, choć tutaj istotną rolę odgrywają dodatkowo umieszczone w poprzek błony kanały jonowe - przepuszczając określone jony tylko w jedną stronę, powodują one wytworzenie potencjału elektrycznego (który nazywamy impulsem nerwowym).
Cała ta złożona "białkowa maszyneria" jest skonstruowana tak precyzyjnie, że wystarczy jedno nieprawidłowe białko (taki "uszkodzony trybik"), aby spowodować poważne zaburzenia. Jakiekolwiek zmiany w najważniejszych białkach nieuchronnie kończą się śmiercią, i to zazwyczaj już na etapie kilkukomórkowego zarodka.
Groźne skutki mogą mieć też zamiany aminokwasów w białkach kontrolujących wzrost i podziały komórek - częstokroć prowadzą one do powstania nowotworów, ponieważ komórki "nie wiedzą", kiedy powinny umrzeć lub przestać się dzielić.
Wiele innych chorób ma swe źródła w uszkodzonych białkach - m.in. cukrzyca, choroba Alzheimera, hemofilia. Błędne wersje białek odpowiedzialne za występowanie tych przypadłości najczęściej wynikają z mutacji w kodujących je genach - odziedziczonych lub też powstających w wyniku działania różnego rodzaju czynników szkodliwych (np. promieniowanie ultrafioletowe czy wolne rodniki).