ამინომჟავები და ცილები. ცილების სტრუქტურა და ფუნქციები.

უჯრედში ცილის შემცველობა 50-დან 80 %-მდეა. ცილები შედგება ნახშირბადის, წყალბადის, ჟანგბადის და აზოტისგან. ცილის შემადგენლობაში ასევე შედის გოგირდი, ზოგიერთ ცილაში შედის ფოსფორი.

ცილებს შეიცავს უჯრედის ჩონჩხი – კარკასი. უჯრედის მემბრანაში, რაც ცხიმისგან შედგება, არის კარებები – არხები, ეს არხები ცილისგანაა დამზადებული.
ცილის სტრუქტურაზე ინფორმაცია ინახება დნმ-ში.

ცილების კლასიფიკაცია.

მარტივი ცილები – შედგება მხოლოდ ცილოვანი ნაწილისგან.
რთული ცილები – მათ აქვთ არაცილოვანი ნაწილიც. თუ გამოყენებულია ნახშირბადი, მაშინ გლიკოპროტეინებია, თუ დამატებულია ლიპიდები, მაშინ ლიპოპროტეინები და თუ ნუკლეიდური მჟავები, ნუკლიპროტეინებია.

როგორ არიან მოწყობილი ცილები, ცილების სტრუქტურა.                                                                            

ცილები პოლიმერებია, გიგანტური მოლეკულა. ცილის მონომერებს წარმოადგენს ამინომჟავები, ამინომჟავა 1 მოლეკულაა, ცილა ბევრი  ამინომჟავებისგან შედგება.

ამინომჟავები ძალიან ბევრია, მაგრამ ცოცხალ ორგანიზმებში მხოლოდ 20 ამინომჟავაა. იმისათვის, რომ ცოცხალი ორგანიზმის ცილა შეიკრას, უნდა იყოს 20 სხვადასხვა ამინომჟავა (ალანინი, ფენილალანინი, არგინინი, ასპარაგინი, ტაურინი, ვალინი, ჰისტიდინი, გლიცინი, გლუტამინი, კარნიტინი, იზოლეიცინი, ლეიცინი, ლიზინი, მეთიონინი, პროლინი, სერინი, თიროზინი, ტრეონინი, ტრიფტოფანი, ცისტეინი).

ადამიანებს არ შეუძლიათ ყველა ამინოს სინთეზირება, რომლებისგანაც შედგება მათი ცილის მოლეკულა და  აუცილებლად უნდა მიეწოდოს საკვებიდან. შეუცვლელ ამინომჟავებს მიეკუთვნება ლიზინი, ვალინი, ლეიცინი, იზოლეიცინი, თრეონინი, ფენილალანინი, ტრიპტოფანი, თიროზინი, მეთიონინი. ყველა ამინოს აქვს თავისი სახელი, მათ აღნიშნავენ ლათინური ასოებით მაგ. Ala – ალანინი, Arg – არგინინი და სხვ.

ამინომჟავები შეერთებულია ერთმანეთთან პეპტიდური კავშირით, 2 ამინოს შეერთება წარმოადგენს დიპეპტიდს. ბევრი ამინოს შეერთება პოლიპეპტიდია. თუ ჯაჭვში შეკავშირდა 100 ამინომჟავაზე მეტი ამინომჟავა, ამას ეძახიან ცილას. ე.ი. პეპტიდები 2-დან 100-მდე ამინომჟავას კავშირია.

რა შეუძლიათ ცილებს.

ცილები ამინომჟავებისგან აწყობილი გრძელი ჯაჭვია. ჩვენ არ გვჭირდება უბრალოდ ამინოების გრძელი ჯაჭვი, ჩვენ გვჭირდება კომპაქტური, მუშა მექანიზმი. ამინოების პირველადი თანმიმდევრობა ჯაჭვში უკვე ცილაა, საჭიროა, რომ მან მიიღოს სწორი სტრუქტურა, რათა შეასრულოს გარკვეული ფუნქცია. ცილის უნიკალური სტრუქტურის წარმოქმნა ხდება წყლიან გარემოში. წყალი აიძულებს ცილოვან მოლეკულას მიიღოს მოწესრიგებული სტრუქტურა, რის გამოც იგი აქტიურდება.

მაგ. ჰემოგლობინი არის ცილა, რომელიც შედის სისხლის წითელ უჯრედებში – ერითროციტებში, მათ გადააქვთ ჟანგბადი. ჰემოგლობინის შექმნისათვის პირველ რიგში იქმნება ამინოების ჯაჭვი გარკვეული თანმიმდევრობით (აქ მნიშვნელოვანია ამინოების თანმიმდევრობა), ეს არის ამინოების პირველადი თანმიმდევრობა ჯაჭვში, რომელიც ძალიან გრძელია და მოუხერხებელი. ამიტომ, ეს ჯაჭვი იღებს სპირალის ფორმას, ეს მეორეული სტრუქტურაა. მერე სპირალი ეხვევა გორგალში, მას გლობულას ეძახიან, ეს უკვე მესამეული სტრუქტურაა. მეოთხეული სტრუქტურა არ აქვს ყველა ცილას, აქ რამოდენიმე სპირალი დახვეულია გლობულაში და ეს გლობულები კიდევ ერთმანეთშია გადახვეული და მივიღეთ რამოდენიმე გლობულას კომპლექსი. ეს არის ცილის სტრუქტურის უმაღლესი ფორმა – მეოთხეული სტრუქტურა, როგორიც ჰემოგლობინია.

ცილის რღვევის  პროცესს დენატურაცია ეწოდება. დენატურაციის შედეგად ცილის თვისებები იცვლება. დენატურაციის პროცესი უკუქცევადია. თუ ცილას გავაცხელებთ იმაზე მაღალ ტემპერატურაზე, ვიდრე ის ჩვეულებრივად მუშაობს (ადამიანის ორგანიზმისთვის ეს ტემპერატურა 36.6 გრადუსია), ცილა დაკარგავს თავის სტრუქტურას. ამიტომაა საშიში 40 გრადუსზე მაღალი შინაგანი ტემპერატურა, ამ დროს: მეოთხეული სტრუქტურა იწყებს დაშლას მესამეულ, მერე მეორეულ და პირველად სტრუქტურამდე – ამინოების ჯაჭვამდე, ამ მომენტამდე ცილის დაშლა შეიძლება შეჩერდეს და თუ დავიწყებთ გაციებას, ის უკან დაიხვევა გლობულაში იგივე თანმიმდევრობით, მაგრამ თუ ცილა დაკარგავს პირველად სტრუქტურასაც, ანუ ამინოების ჯაჭვი გაწყდება, მაშინ ცილა ვეღარ აღდგება. ეს პროცესი – დენატურაცია, ხდება როდესაც ვამზადებთ ხორციან სადილს, თერმული დამუშავების შემდეგ გაცილებით ადვილად მოვინელებთ საკვებს.

ცილების ფუნქციები.

1. სამშენებლო, სტრუქტურული ფუნქცია.

ცილები შედიან უჯრედის მემბრანის შემადგენლობაში. მისგან შენდება უჯრედის ჩონჩხი, მემბრანებში ე. წ. „კარებები“ ცილაა. სტრუქტურული ცილებია კოლაგენი, ელასტინი, რადიკულინი, კერატინი.

2. მამოძრავებელი ფუნქცია. შემკუმშველი ცილები.

კუნთები მუშაობენ იმიტომ, რომ ორი შემკუმშველი ცილა სრიალებს ერთმანეთზე – აქტინი და მიოზინი. ისინი უზრუნველყოფენ კუნთის შეკუმშვას.

3. სატრანსპორტო ფუნქცია.

ცილები ასრულებენ ნივთიერებების გადატანის ფუნქციას. ჰემოგლობინი იერთებს ჟანგბადს და გადააქვს ყველა ქსოვილში, ხოლო იქიდან უკან აბრუნებს ნახშირორჟანგს. სისხლში არის სპეციალური სატრანსპორტო ცილები ალბუმინები, რომლებსაც გადააქვთ სხვადასხვა ნივთიერებები.

4. დამცველობითი ფუნქცია.

ცილები ახორციელებენ დამცავ ფუნქციებს. ისინი იცავენ ორგანიზმს უცხო სხეულების შემოჭრისაგან და დაზიანებისაგან. დამცავ ცილებს მიეკუთვნებიან ანტისხეულები. იმუნური სისტემის ანტისხეულებს შეუძლიათ იპოვნონ ნებისმიერი ინფექცია და უცხო მოლეკულა. ფიბრინს შეუძლია შეაჩეროს სისხლდენა. ზოგიერთი ცხოველი გამოიმუშავებს ცილა ტოქსინებს –შხამს.ზოგ ორგანიზმს აქვს უნარი გამოიმუშავოს ანტიტოქსინები.

5. რეგულატორული ფუნქცია.

რიგი ცილები ასრულებენ რეგულატორულ ფუნქციას. ცილოვანი ბუნების ჰორმონები მაგ. ინსულინი არეგულირებს გლუკოზის დონეს სისხლში, ხოლო კალციტონინი არეგულირებს კალცის დონეს ძვლებში, ასევე ზრდის ჰორმონი, რომელიც ადამიანის ზრდაზე და განვითარებაზე აგებს პასუხს.

6. ცილების მომმარაგებელი ფუნქცია.

ცილები შეიძლება იყოს სამარაგო საკვები მაგ. კვერცხის ალბუმინი და რძის კაზეინი. მცენარეების თესლებში ცილები ასრულებენ მომმარაგებელ ფუნქციას.

7. ენერგეტიკული ფუნქცია.

1 გრამი ცილის დაშლით შეგვიძლია მივიღოთ 4 კკალ. ენერგია. ამ მიზნით ცილები გამოიყენება იშვიათად, რადგან უჯრედისთვის ეს არ არის ხელსაყრელი, ჯერ გამოიყენება ნახშირწყლები ან ცხიმები. ცილა მაშინ გამოიყენება, როცა სხვა წყაროები უკვე გახარჯულია. 

8. სასიგნალო ფუნქცია.

უჯრედის მემბრანაზე ჩაშენებულია რეცეპტორები, ცილები, რომლებსაც გარე ფაქტორთა ზემოქმედების საპასუხოდ შეუძლიათ მიიღონ სიგნალი (მაგ. ჰორმონი) უჯრედის გარედან და მიაწოდოს ის უჯრედს შიგნით.

9. კატალიზური ფუნქცია.

ერთერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ფუნქცია, რომელსაც უზრუნველყოფს ცილები – ფერმენტები, აჩქარებენ და ანელებენ ქიმიურ რეაქციებს. ყველა ფერმენტი ცილაა.