البروتينات

ما هي البروتينات:

تعتبر البروتينات من العناصر الغذائية الأساسية للكائن البشري ، والتي تتكون من جزيئات بيولوجية كبيرة تتكون من واحد أو أكثر من سلاسل الأحماض الأمينية.

يتكون أكثر من نصف الوزن الجاف لخلايا جميع الكائنات الحية من البروتينات ، الجزيئات البيولوجية ذات الأهمية الكبرى.

توجد هذه الجزيئات بكثرة في الأطعمة الحيوانية.

تكوين البروتين

تركيبة البروتينات وخصائصها الأخرى هي موضوع الكيمياء الحيوية ، وهو مجال فرعي في علم الأحياء.

يحتوي تكوين البروتينات على الكربون والهيدروجين والنيتروجين والأكسجين وفي كل هذه الخلايا تقريبًا هناك أيضًا وجود للكبريت . قد تكون عناصر مثل الحديد والزنك والنحاس موجودة أيضًا.

تتكون البروتينات أساسًا من مجموعة من الأحماض الأمينية المرتبطة تساهميًا معًا.

سلسلة طويلة من الأحماض الأمينية هي ببتيد .

وتسمى هذه الروابط بين الأحماض الأمينية روابط الببتيد .

تحدث روابط الببتيد كرد فعل بين مجموعة الأمين (مركب عضوي مشتق من الأمونيا) من أحد الأحماض الأمينية ومجموعة الكربوكسيل (مكون من الأحماض الكربوكسيلية) من آخر.

ج = الكربون ؛ H = الهيدروجين O = الأكسجين ن = النيتروجين R = مجموعة R أو سلسلة جانبية (هوية الأحماض الأمينية).

هناك 20 من الأحماض الأمينية التي يمكن أن تتحد بطرق مختلفة لتشكيل أنواع مختلفة من البروتينات.

تعلم المزيد عن الأحماض الأمينية.

أنواع البروتينات

يمكن تصنيف البروتينات إلى مجموعتين مع مراعاة الدور الذي تلعبه في الجسم: البروتينات الديناميكية والبروتينات الهيكلية.

البروتينات الديناميكية

البروتينات الديناميكية لها وظيفة للدفاع عن الكائن الحي ، ونقل المواد ، وحفز التفاعلات والسيطرة على التمثيل الغذائي.

البروتينات الهيكلية

البروتينات الهيكلية لها الوظيفة الرئيسية لتشكيل بنية خلايا وأنسجة الجسم.

تصنيف البروتينات

يختلف تصنيف البروتينات حسب العامل الرئيسي الذي يؤخذ في الاعتبار.

تصنيف التكوين

عندما يكون هدف الدراسة هو تكوين البروتينات ، يمكن تصنيفها إلى مجموعتين:

• البروتينات البسيطة : هي تلك التي تحرر الأحماض الأمينية فقط خلال التحلل المائي.
• البروتينات المرتبطة هي بروتينات ، أثناء التحلل المائي ، تطلق أحماض أمينية وجذر غير ببتيد.

التصنيف حسب عدد سلاسل الببتيد

فيما يتعلق بعدد سلاسل الببتيد ، يمكن تصنيف البروتينات على النحو التالي:

• البروتينات الأحادية : هي البروتينات التي تحتوي فقط على سلسلة بولي ببتيد.
• بروتينات قليلة القسيم : هي البروتينات التي تتكون من أكثر من سلسلة ببتيد.

تصنيف على شكل

فيما يتعلق بالشكل ، يمكن تصنيف البروتينات إلى نوعين:

• ال proteروتينات الليفية: في ال proteروتينات الليفية ، تتشابك سلاسل الypeypeptتيد مثل الحبل. واحدة من خصائص البروتينات الليفية هي أنها ليست قابلة للذوبان في المحاليل المائية. بالإضافة إلى ذلك ، فهي مسؤولة عن قوة ومرونة الهياكل التي توجد فيها. أمثلة على البروتينات الليفية : الكيراتين والكولاجين
• البروتينات الكروية: تنحني السلاسل المتعددة البروتينات للبروتينات الكروية في شكل كروي أو كروي تقريبًا ، مما يجعلها تشبه الكرة الأرضية. البروتينات الكروية عمومًا قابلة للذوبان في المحاليل المائية. أمثلة على البروتينات الكروية : الهيموغلوبين ، الإنزيمات.

صور لبروتين ليفي وبروتين كروي

تعلم المزيد عن الهيموغلوبين والإنزيم.

هيكل البروتينات

فيما يتعلق ببنية جزيء البروتين ، انظر كيف يمكن تصنيفها:

الهيكل الأساسي

يتم تحديد الهيكل الأساسي وراثيا. إنه أبسط هيكل على الإطلاق ، حيث يتم ترتيب الأحماض الأمينية بطريقة خطية.

الهيكل الثانوي

لكي تكون بنية البروتين ثانوية ، يجب أن يكون للهيكل الأساسي أحماض أمينية مرتبطة تساهميًا. وبالتالي ، يمكن للجزيئات أن تخضع للدوران وأخيراً تتفاعل ذاتياً بثلاث طرق:

• Alpha-helix : يحدث الشكل الحلزوني عند حدوث روابط هيدروجينية بين الأحماض الأمينية.
• صفائح بيتا : عندما تحدث روابط الهيدروجين بين الأحماض الأمينية وما يترتب على ذلك من تكوين ورقة وهيكل صلب.
• الروابط : هي هياكل غير منتظمة في النواة ويحدث تكوينها خارج طي البروتين.

هيكل ثلاثي

يحدث عندما يتم ترتيب تتكشف الهيكل الثانوي في الفضاء ثلاثي الأبعاد.

الهيكل الرباعي

يحدث هذا الهيكل من خلال التفاعل بين سلاسل polypeptide متطابقة أو لا ، والتي تجمع معًا وتشكل بنية ثلاثية الأبعاد فريدة من نوعها.

وظائف البروتينات

تلعب البروتينات دورًا رئيسيًا في الجسم. إنها أساس المادة التي تشكل الأعضاء والأنسجة ، وكذلك أساس تكوين العظام والشعر والأسنان ، إلخ.

تختلف وظيفة البروتين حسب شكله وبنيته. تقريبا جميع وظائف الخلايا تحتاج إلى التوسط بواسطة البروتينات.

تحقق من بعض الوظائف الرئيسية للبروتينات.

• هيكل الخلايا.
• بمثابة الانزيمات وبالتالي تسريع التفاعلات الكيميائية.
• نقل الجزيئات والأيونات.
• تخزين المواد.
• مساعدة حركة الخلايا والأنسجة.
• بناء وإصلاح الأنسجة والعضلات.
• المشاركة في تنظيم الجينات.
• للتسبب في تقلص العضلات من خلال عمل نوعين من البروتين: الميوسين والأكتين .
• الدفاع عن الكائن الحي (الأجسام المضادة هي أنواع من البروتينات).
• حمل الأكسجين (الهيموغلوبين هو البروتين الذي يحمل الأكسجين عبر الجسم).
• توفير الطاقة.
• العمل على تنظيم التمثيل الغذائي في شكل هرمونات.

خصائص البروتينات

واحدة من الخصائص الرئيسية للبروتينات هي قدرة تغيير الطبيعة المعينة. يتم تغيير الطبيعة في تغيير لا رجعة فيه لخصائص البروتينات عندما يتم تسخينها أو تحريكها.

بقدر ما يتعلق الأمر جسم الإنسان ، هو ثاني أكبر عنصر في الكائن الحي ، ثم الماء فقط.

تختلف خصائص البروتينات وفقًا لأصلها: للخصائص ذات الأصل الحيواني قيمة بيولوجية أعلى ؛ تعتبر بروتينات كاملة ، مع جميع الأحماض الأمينية الأساسية بكميات ونسب مثالية.

البروتين والطعام

عندما نتناول طعامًا ، يكون استخدام البروتينات بواسطة كائننا الحيوي عن طريق الهضم.

في عملية الهضم ، تتعرض البروتينات للحمض والتحلل المائي وبالتالي يحدث تمسخها .

عندما تتعرض للحرارة المفرطة والإثارة ، على سبيل المثال ، تخضع الهياكل الثانوية والثالثية لتغييرات لا رجعة فيها ، وبالتالي تفقد خصائصها. لهذا السبب تفقد بعض الأطعمة قوتها الغذائية عند طهيها.

قد تكون البروتينات من أصل حيواني ومن أصل نباتي.

معرفة الخصائص الرئيسية لهذه البروتينات.

الأطعمة الغنية بالبروتين الحيواني

تحقق من قائمة أمثلة البروتين الأطعمة ذات الأصل الحيواني.

• تونة
• جمبري
• اللحوم الحمراء
• دجاج
• بيض
• بيرو
• لحم خنزير
• زبادي

الأطعمة الغنية بالبروتين النباتي

تحقق من قائمة الأمثلة على الأطعمة البروتينية من أصل نباتي.

• لوز
• الفول السوداني
• الأرز البني
• دقيق الشوفان
• بروكلي
• بازيلا
• سبانخ
• الفول المطبوخ
• عدس

من بين الأطعمة ذات الأصل النباتي ، هناك أيضًا بعض الفواكه الغنية بالبروتينات :

• أفوكادو
• تقليم
• موز
• المشمش المجفف
• تين
• التوت
• جوافة
• بلينيا جذعية الإزهار
• جاكا
• البرتقالي
• شمام
• زبيب

هضم البروتينات

تبدأ عملية هضم البروتين في المعدة. يبدأ حمض الهيدروكلوريك الموجود هنا العملية من خلال تغيير طبيعة البروتينات ، أي بتدمير روابط الهيدروجين في بنيتها.

بعد ذلك ، تفقد سلاسل التحاليل البروتينية شكلها وتخضع لعمل الإنزيمات. عند هذه النقطة ، يتسبب إنزيم البيبسين في تحول البروتينات إلى جزيئات أصغر ، أي أن البيبسين يتسبب في تدهور جزئي للبروتين ويحلل روابط الببتيد.

المرحلة الثانية من هضم البروتين تحدث في الأمعاء الدقيقة. في ذلك ، تتعرض البروتينات لأعمال الإنزيمات البنكرياس. بعد ذلك ، يتم امتصاص الببتيدات والأحماض الأمينية ونقلها إلى الكبد.

الانزيمات المشاركة في هضم البروتين

النسبة المئوية للبروتينات الصادرة عن الجسم في شكل البراز تقابل حوالي 1 ٪ من الكمية المستهلكة.

تخليق البروتين

تخليق البروتينات هي عملية يحددها الحمض النووي ، والتي تولد فيها الخلايا البيولوجية بروتينات جديدة. يحدث هذا في جميع خلايا الجسم.

أثناء العملية ، يحدث نسخ الحمض النووي بواسطة الحمض النووي الريبي messenger ثم ترجمة لتلك المعلومات بواسطة الريبوسومات وناقل الحمض النووي الريبي ، الذي يحمل الأحماض الأمينية.

يحدد تسلسل الأحماض الأمينية تكوين البروتين.

ينقسم تركيب البروتين إلى ثلاث مراحل: النسخ والترجمة وتفعيل الأحماض الأمينية .

معرفة المزيد عن الحمض النووي الريبي.

نسخ

في مرحلة النسخ ، يرسل messenger RNA (mRNA) رسالة cistron (جزء من DNA).

يرتبط إنزيم بوليميريز RNA بمركب إنزيم. يتم التراجع عن الحلزون المزدوج ، وبالتالي يتم تدمير روابط الهيدروجين التي تربط قواعد السلاسل.

بعد ذلك ، تبدأ عملية تجميع جزيء مرنا. أثناء هذه العملية ، تتم الاتصالات بين القواعد:

• الحمض النووي الأدينين مع مرنا مرنا.
• ثيمين الحمض النووي مع مرنا الأدينين.
• السيتوزين الحمض النووي مع جناين مرنا وهلم جرا.

في النهاية ، ينفصل جزيء الرنا المرسال عن شرائط الحمض النووي (والتي بدورها لها روابط هيدروجينية مرة أخرى) ويتم إعادة إنشاء اللولب المزدوج.

قبل مغادرة النواة ، ينضج الرنا أو يعالج. تتم إزالة بعض من أجزائه وتلك التي لا تزال إقامة روابط بينهما وتشكيل الحمض النووي الريبي ناضجة.

يحتوي هذا الحمض النووي الريبي على ترميز الحمض الأميني ويمكن أن ينتقل إلى السيتوبلازم ، وهو جزء من الخلية حيث ستحدث مرحلة الترجمة.

ترجمة

في هذه المرحلة تتشكل البروتينات.

تتم مرحلة الترجمة في السيتوبلازم في الخلية وتتكون من عملية يتم فيها فك تشفير الرسالة الموجودة في الرنا الريباسي في الريبوسوم.

تفعيل الأحماض الأمينية

أثناء عملية الترجمة ، يدخل RNA Carrier (RNAt) المشهد. وبالتالي تم تحديده لأنه يحتوي على وظيفة نقل الأحماض الأمينية من السيتوبلازم إلى الريبوسومات.

يتم بعد ذلك تنشيط الأحماض الأمينية بواسطة بعض الإنزيمات التي ترتبط مع الحمض الريبي النووي النقال ، مما يؤدي إلى ظهور مركب الرنا.

البروتين الكهربائي

البروتين الكهربائي هو فحص يتكون من فصل البروتينات الموجودة في البول (البروتينات البولية) أو مصل الدم (بروتينات المصل).

إنه اختبار يستخدم للكشف عن غياب أو تقليل أو زيادة البروتينات ، وكذلك للكشف عن وجود البروتينات غير الطبيعية. يساعد هذا الاختبار في تشخيص الأمراض التي تؤثر على امتصاص وفقد وإنتاج البروتينات.

يمكن أن تشير كمية غير منتظمة من البروتين ، على سبيل المثال ، إلى مشاكل في الكلى والسكري وأمراض المناعة الذاتية والسرطان.

قد يشير قياس كمية البروتينات الكلية أيضًا إلى الحالة التغذوية للفرد.

زيادة البروتين في الجسم

يجب أن يكون تناول البروتين معتدلاً ، لأنه يمكن أن يؤدي إلى مشاكل صحية. يمكن أن يعاني الكائن الحي الذي يحتوي على كمية زائدة من البروتين من أضرار في الكلى (مثل الحجارة) ويصاب بأمراض مثل تصلب الشرايين وهشاشة العظام ، وزيادة الوزن ومشاكل في الكبد.

لهذا السبب ، من الضروري توخي الحذر الشديد في اتباع ما يسمى "نظام البروتين" (نظام غذائي يعتمد على الأطعمة التي تعد مصادر جيدة للبروتينات) ، حيث لا يمكن المبالغة في الاستهلاك.

القليل من البروتين في الجسم

إذا كانت كمية مفرطة من البروتين في الجسم ضارة بالجسم من ناحية ، فإن كمية قليلة جدًا ضارة أيضًا.

أحد الآثار الناجمة عن انخفاض كمية البروتين في الجسم هو ، على سبيل المثال ، ضمور جزء من الجهاز العصبي المركزي.

بالإضافة إلى ذلك ، قد يعرض الفرد أيضًا انخفاضًا في الوزن ، والشعور المستمر بالتعب ، وآلام العضلات ، ومشاكل الشفاء ، وفقدان الشعر ، إلخ.

آر إس إس يغذي

بروتينات العضلات

استهلاك الأطعمة الغنية بالبروتين له أهمية أساسية بالنسبة لأولئك الذين يمارسون الرياضة بقصد اكتساب كتلة العضلات.

أثناء تمارين الوزن ، يحدث انهيار للبروتين في الأنسجة العضلية. لإصلاح هذه الأنسجة ، سوف يبحث الجسم عن البروتينات الغذائية الموجودة.

لهذا السبب ، من الضروري بالنسبة للفرد الذي يمارس ويريد تحقيق نمو معين في العضلات تناول الأطعمة الغنية بالبروتين على أساس منتظم طوال اليوم.

يلجأ بعض الناس إلى استخدام مكملات البروتين لتكملة المدخول اليومي الموصى به.

ومع ذلك ، يجب أن يكون هذا الاستخدام مصحوبًا بخبير التغذية ، والذي سيأخذ بعين الاعتبار أيضًا عادات الأكل ونمط الحياة والرياضة التي يمارسها الشخص ، من بين أمور أخرى.

الحساسية لبروتين حليب البقر

تعتبر الحساسية لبروتين حليب البقر ، المعروف أيضًا باسم APLV ، أكثر أنواع الحساسية الغذائية شيوعًا. وتشير التقديرات إلى أن 2.2 ٪ من الأطفال الحاليين APLV في السنوات الأولى من الحياة.

إنه رد فعل تحسسي أن الجسم ليس فقط عند ملامسة حليب البقر ، ولكن أيضًا عند ملامسة مشتقاته.

يمكن أن يظهر هذا التفاعل بثلاث طرق مختلفة: IgE بوساطة ، وليس IgE بوساطة أو مختلطة .

تحقق أدناه من بعض خصائص كل شكل من أشكال المظهر: