Trong quá trình biến tính, các phân tử sinh học như protein và axit nucleic mất hoạt tính sinh học của chúng do thay đổi cấu trúc. Tuy nhiên, cấu trúc cơ bản của các phân tử sinh học vẫn còn nguyên vẹn. Trong cơ thể, có cả quá trình biến tính cần thiết và có hại.
Biến tính là gì?
Trong tạp chí dạ dày, biến tính thực phẩm protein xảy ra do ảnh hưởng của axit dịch vị. Biến tính đề cập đến sự phá hủy cấu trúc thứ cấp, bậc ba và bậc bốn của protein và axit nucleic bởi các ảnh hưởng vật lý và hóa học. Ảnh hưởng vật lý thể hiện nhiệt, áp suất hoặc bức xạ năng lượng cao. Về mặt hóa học, biến tính là do axit, kiềm, chaotropes, chất tẩy rửa, rượu hoặc các hợp chất khác. Tuy nhiên, bất chấp những thay đổi cấu trúc này, cấu trúc chính vẫn còn nguyên vẹn. Cấu trúc chính được đặc trưng bởi trình tự của amino axit trong protein (albumen) hoặc nitơ căn cứ in axit nucleic. Cấu trúc thứ cấp mô tả sự gấp lại của các phân tử sinh học thông qua ảnh hưởng của khinh khí trái phiếu, cực tương tác, liên kết ion và tương tác kỵ nước. Ngoại trừ sự hình thành các liên kết disulfua giữa các lưu huỳnh-còn lại amino axit, các liên kết cộng hóa trị còn lại không thay đổi. Trong cấu trúc bậc ba, cấu trúc không gian được hình thành trong một chuỗi phân tử sinh học do các nếp gấp. Cấu trúc bậc bốn được đặc trưng bởi sự hình thành cấu trúc không gian với nhiều chuỗi. Trong quá trình này, protein và nucleic axit chỉ phát triển hoạt động sinh học của chúng thông qua việc hình thành các cấu trúc bậc hai, bậc ba và bậc bốn. Sự biến tính phá hủy các cấu trúc này bằng cách phá vỡ các liên kết vật lý giữa các nhóm nguyên tử riêng lẻ và các liên kết hóa học trong các nhóm disulfua. Mặc dù cấu trúc sơ cấp vẫn được giữ lại nhưng hoạt tính sinh học bị mất đi. Sự biến tính xảy ra liên tục cả bên ngoài và bên trong cơ thể. Một ví dụ điển hình của sự biến tính là độ cứng của trứng trong nấu ăn. Trong hầu hết các trường hợp, biến tính là không thể đảo ngược. Tuy nhiên, chúng cũng có thể được đảo ngược.
Chức năng và nhiệm vụ
Sự biến tính xảy ra liên tục trong các sinh vật động vật và con người. Ví dụ, protein trong chế độ ăn trước tiên phải được chuẩn bị để phân hủy hóa học thành từng cá thể. amino axit. Điều này không thể thực hiện được nếu không phân tích cấu trúc bậc hai, bậc ba hoặc bậc bốn. Các peptidase chỉ có thể hoạt động khi chuỗi protein đã được mở ra. bên trong dạ dày, sự ảnh hưởng axit dịch vị gây ra sự biến tính của protein thực phẩm. Sau khi đi qua cổng dạ dày, bột thực phẩm đã qua xử lý tiếp tục được phân hủy bằng phương pháp tiêu hóa enzyme của tuyến tụy. Carbohydrates, chất béo và protein được chia nhỏ thành các monome tương ứng của chúng. Dưới ảnh hưởng của peptidase, amin riêng lẻ axit được hình thành từ protein trong thực phẩm đã biến tính, được chuyển hóa thành protein nội sinh trong cơ thể. Tác nhân biến tính trong dạ dày is axit dịch vị, chủ yếu bao gồm axit hydrochloric. Tuy nhiên, axit dạ dày không chỉ phá vỡ protein thực phẩm. Nó cũng phá hủy nhiều thực phẩm sinh ra mầm bệnh bằng cách biến tính chúng. Sự biến tính của protein và axit nucleic cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc bảo vệ miễn dịch. Do đó, các hạt protein lạ (bệnh vi trùng) và các tế bào cơ thể bị bệnh hoặc chết được hấp thụ và phân giải bởi cái gọi là đại thực bào. Quá trình tiêu hóa của chúng diễn ra trong cái gọi là lysosome. Lysosome là bào quan tế bào có chức năng phá vỡ các chất ngoại lai và nội sinh với sự trợ giúp của enzyme. Các đại thực bào chứa một số lượng đặc biệt lớn các lysosome. Bên trong các lysosome, có giá trị PH thấp (môi trường axit). Ở đó, các thành phần protein và axit nucleic được biến tính đầu tiên và sau đó được tiêu hóa bằng đường tiêu hóa enzyme. Ngoài ra, nhiệt độ tăng cao thường xảy ra trong thời gian bị nhiễm trùng. Trong trường hợp sốt, thậm chí cả bệnh nhạy cảm vi trùng bị chết do biến tính do tác dụng của nhiệt. Lysosome không chỉ hiện diện trong đại thực bào mà còn ở tất cả các tế bào khác của cơ thể, vì các chất thải không sử dụng được và các thành phần protein phải được tiêu hóa trong mọi tế bào. Các quá trình biến tính được mô tả cho đến nay là rất quan trọng đối với sinh vật.
Bệnh tật
Tuy nhiên, liên quan đến các biến tính diễn ra trong cơ thể, cũng có các quá trình bệnh lý. sốt không giết vi trùng đơn lẻ, vì nhiệt độ cao kéo dài cũng có thể phá hủy các protein của chính cơ thể. Điều này đặc biệt ảnh hưởng đến các enzym rất nhạy cảm. Nếu nhiệt độ cơ thể vượt quá 40 độ trong thời gian dài, nhiều enzym mất tác dụng. Do đó, rất cao sốt có khả năng gây tử vong cho sinh vật. Tuy nhiên, nếu nhiệt độ cao giảm xuống một lần nữa trong vòng sáu giờ, thiệt hại vẫn có thể khắc phục được. Sự biến tính của protein cũng do tác dụng của kim loại nặng. Kim loại nặng có thể tạo phức với protein. Điều này làm thay đổi cấu trúc bậc ba và bậc bốn của chúng. Một lần nữa, các enzym bị ảnh hưởng đặc biệt. Đây là lý do tại sao kim loại nặng tích tụ trong cơ thể dẫn đến các bệnh mãn tính nghiêm trọng và đôi khi gây tử vong. Axit hoặc kiềm bỏng cũng liên quan đến sự biến tính của các protein nội sinh trong da. Sự chết của các mô bị ảnh hưởng bắt đầu các quá trình viêm dẫn ngứa và nghiêm trọng da các phản ứng. Hơn nữa, bỏng dẫn để biến tính các protein nội sinh của da và mô liên kết. Trong y học, chảy máu nặng thường được điều trị bằng dòng điện cao tần. Trong quá trình này, nhiệt độ mô được làm nóng trong thời gian ngắn lên đến 80 độ. Kết quả là, các protein mô và mô liên kết các sợi đông lại. Điều này cho phép vết thương được đóng lại một cách hiệu quả. Nhiều bệnh liên quan đến tuổi tác cũng liên quan đến những thay đổi trong cấu trúc bậc hai và bậc ba của protein. Mặc dù sự biến tính hoàn toàn không xảy ra trong những trường hợp này, nhưng nó dẫn đến, trong số những thứ khác, làm biến tính và hình thành các mảng. Một ví dụ nổi tiếng là các mảng lão trong Alzheimer người bệnh. Mảng lão là lắng đọng protein trong não hình thức đó là kết quả của sự gấp khúc trong cấu trúc bậc ba. Tuy nhiên, nguyên nhân của quá trình này vẫn chưa được biết đến. Trong số những thứ khác, ảnh hưởng của nhôm về những thay đổi cấu trúc của protein tau được thảo luận.
