Биология және биохимия

Жоспар:
I.Кіріспе.
II.Негізгі бөлім:
1.Шаперондар
2.Жылу шок нәруыздары
3.Жеке ақуыздар құрылысының ерекшеліктері.
4.Доменді және фибриллярлы ақуыздардың құрылысының ерекшеліктері және биологиялық маңызы.
III. Қорытынды.
IV. Пайдаланылған әдебиет.

Кіріспе
Шаперон термині алғаш рет 1978 жылы Кембридж университетінің эмбриология профессоры Рон Ласкейдің жұмысында қолданылды нуклеоплазминнің ядролық ақуызын сипаттау кезінде нуклеосомалардың пайда болуында ақуыз-гистонның ДНҚ-мен агрегациялануына жол бермейді. Шаперондар бпрлық тірі организмде болады және олардың әсер ету механизмі, ақуызға ковалентті емес қосылу және АТФ гидролиз энергиясын қолдана отырып, оның «өрімі" де консервативті.

Шаперондар дегеніміз
Шаперондар дегеніміз – қосымша белоктар. Шаперондарда – рефолдингті бақылау жүреді. Рефолдинг – қайтадан құрылу деген мағынаны білдіреді. Шаперондар барлық органеллаларда және цитоплазмада табылды. Ақуыздар-шаперондар полипептидтердің белсенді бетімен негізінен байланысу жолымен әрекеттеседі, мысалы, гидрофильді бетімен. Шаперондар бұл белсенді беттерді қоршайды және агрегациядан сақтайды, полипептидті шынжырдың дұрыс қалануын жеңілдетеді.

Шаперондар және оның клеткадағы қызметі.
Жасушада ақуыздың фолдингіне белсене қатысатын арнаулы молекулалар да болады. Осындай ақуыз фолдингіне қатысатын молекулалар жиынтықтарын бірнеше типтерге бөледі. Мысалы, ақуыз фолдингі қарқынын арттыратын молекулалар – фолдинг катализаторлары деп аталса, ақуыз пішінін өзгертуге ат салысатындары фолдинг шаперондары делінеді. Осындай шаперондік роль атқаратын молекулаларының төрт типі белгілі:
1. Ақуыздардың дұрыс фолдингін қамтамасыз ететін молекулалар (фолдинг- шаперондары – folding chaperones)
2. Жартылай ұйыған ақуыз молекуласын білгілі бір қалыпта ұстап тұру үшін жаратылған молекулалар (ұстап тұрғыш шаперондар - holding chaperones)
3. Дұрыс емес пішінді ақуыздарды айналдыратын шаперондар
(дезагрегациялаушы шаперондар – disaggregating chaperones)
4. Жасушалар мембраналары арқылы тасымалданатын ақуыздарға ілесетін шаперондар (секреторлық шаперондар -secretory chaperones)

Фолдинг-шаперондары ақуыздардың дұрыс конформация қабылдауына көмектеседі. Олардың көбісі кішігірім қанттық немесе петидтік негіздерден тұрады. Егерде ақуыздар қажетті пішіндерін алмаған болса, бұл шаперондардың тиісті қызметтерін атқармағандығын білдіреді. Жасуша құрамында су мөлшері көп болатыны белгілі. Мұның ішіндегі молекулалар көбінесе зарядталған, яғни гидрофильді болып келсе, ал зарядталмағандары гидрофобты деп аталады. Ұзына бойына тізбектеле орналасқан ақуыз құрылымында гидрофильді бөліктері мен гидрофобты тұстары да кездеседі. Сулы орта жағдайында ақуыздың гидрофобты жасушалы бөлігі ақуыз молекуласының ішкі жағына қарай ығысып, сырт жаққа гидрофильді бөліктерін қояды жəне олар су молекулаларымен əрекетке түседі. Көлемі шағын келетін фолдинг-шаперон молекулаларының негізгі қызметтері – ақуыздың гидрофобты бетімен əрекетке түсу арқылы оларды зарядтау, немесе керісінше қажетті жағдайда зарядталған бөліктерін бүркеу арқылы ақуыздардың дұрыс пішінге ие болуларын қамтамасыз ету.

Ұстап тұрғыш шаперондар, фолдинг шаперондары босап, ақуыздармен өз қызметтерін бастағанға дейін, ақуыздарды тұтып-сақтап тұратын резервуар қызметін атқарады. Ұстап тұрғыш шаперондары, жасуша ішіндегі жағдай ақуыздың дұрыс фолдингін қамтамасыз ете алатын дəрежеге жеткенше, ақуыздарға қажетті химиялық жəне жылулық ортаны жасап тұрады. Бұл, жасушаның ақуыздың қате фолдингінің жүрмеуін қамтамасыз ету үшін пайдаланатын механизмдерінің біреуі.
Екінші механизмі дезагрегациялаушы шаперондарды пайдалануға байланысты. Дезагрегациялаушы шаперондар қате фолдинг жүрген ақуыздарды (дұрыс түзілмеген) рефолдинг (қайта шешу) қызметін атқарады. Олар жасушадағы дұрыс түзілмеген ақуыздарды бақылап, қажетсіз өнімдерден тазарту (утилизация)қызметін атқарады

Жылу шок нәруыздары.
Шаперондардың көптеген түрлері жылу шркының ақуызы (ағылш. heat shock proteins, НЅР), яғни ақуыз, оның көрінісі температураның өсуіне, сондай-ақ басқа да төтенше факторлардың әсеріне жауап ретінде басталады. Жылу ақуыздың фолдингіне қатты әсер етеді, ал шаперондардың кейбір түрлері ақуыздың дұрыс емес коагуляциясынан болатын зиянды түзетуге қатысады. Басқа шаперондар рибосомадан "тартылған" сәтте Жаңадан құрылған ақуызды жоюға қатысады. Жаңа синтезделген ақуыздың көптеген түрлері шаперондар болмаған кезде де бүктелуі мүмкін, бірақ кейбір түрлер міндетті түрде олардың қатысуын қажет етеді. Сонымен қатар, шаперон ақуызы жоғары қалпына келтіру функцияларына ие. Ол тері қартаюының түпкі себебімен күреседі. Тері жасушаларында өндірілген шаперондар ақуыздың тұрақты төрттік құрылымдарға қалыпты орналасуына ықпал етеді. Жылу шок ақуызына сүйене отырып, теріге жетіспейтін ақуызды алуға көмектесетін шаперондары бар гельдің жаңа ұрпақтары жасалуда, өйткені жас ұлғайған сайын шаперондардың өндірісі төмендейді.

Шаперондардың басқа түрлері заттарды мембраналар арқылы тасымалдауға қатысады, мысалы митохондрия және эукариоттардағы эндоплазмалық ретикулум. Глюкокортикоидтардың рецепторлары ЦИТОЗОЛДА ДНҚ молекуласымен байланысуға жол бермейтін шаперон кешенін құрайды.
Шаперондардын жіктелуі (Ш)
Молекулалық салмағына сәйкес барлық шаперондарды 6 негізгі топқа бөлуге болады:
* жоғары молекулалы, молекулалық массасы 100 ден 110 кД;
* Ш-90 — молекулалық массасы 83 тен 90 кД;
* Ш-70 — молекулалық массасы 66 дан 78 кД;
* Ш-60;
* Ш-40;
* төменгі молекулалы шаперондар, молекулалық массасы 15-тен 30 кД.
Шаперондар: конституивті нәруыздар (организм жасушаларына түскен стресс әсеріне тәуелсіз жүретін жоғары базальды синтез) және индуцибелді қалыпты жағдайда синтезі баяу жүреді, ал жасушаға түскен стресс кезінде жылдамдығы күрт жылдамдайтын деп бөлінеді. Индуцибелді шаперондарды «жылулык шок (естен тану) нәруыздарына» жатқызады, себебі синтезінін жылдамдауы кез келген стресс әсеріне ұшыраған барлық жасушаларда байқалады.

Адам ауруларындағы рөлі.
Шаперондардың жаңа функциялары, мысалы, ақуыздың бұзылуына, бактериялық адгезиннің белсенділігіне және ақуыздың агрегациясына байланысты ауруларға реакцияларға қатысады: цистикалық фиброз және лизосомалық жинақтау аурулары, сондай-ақ Альцгеймер, Хантингтон және Паркинсон сияқты нейродегенеративті бұзылулар. Дененің жұмыс істеуі үшін шаперондардың қалыпты жұмысының маңыздылығын адамның көз линзасының бөлігі болып табылатын α-кристаллиннің шапероны мысалында суреттеуге болады. Ақуыздың бұл түріндегі Мутация ақуыздардың агрегациялануына байланысты линзаның бұлдырауына және нәтижесінде катарактаға әкеледі.

Қортынды
Ғалымдар өз заманындағы жаратылыстану ғылымының аздаған жетістіктеріне сүйене отырып,көпке белгілі “Өмір-бұл белокты денелердің өмір сүру тәсілі” деген болатын.Белоктар генетикалық хабардың молекулалық құрамы;яғни белок арқылы генетикалық хабар жүзеге асып тұқым қуалау беріледі.Бір сөзбен айтқанда белок бүкіл тіршіліктің нышанды көзі.