ناثان أهلغرين، جامعة كلارك

ملاحظة المحرر: ناثان أهلغرين هو أستاذ مساعد في علم الأحياء في جامعة كلارك. فيهذه المقابلة، يشرح بالضبط ما هي البروتينات، وكيف يتم تصنيعها، والتنوع الواسع للوظائف التي تؤديها في جسم الإنسان.

ما هو البروتين؟

البروتين هو بنية أساسية توجد في الحياة كلها. إنه جزيء والشيء الأساسي في البروتين أنه يتكون من مكونات أصغر تسمى الأحماض الأمينية. وأحب أن أفكر فيهم كسلسلة من الخرز الملونة المختلفة. ستمثل كل خرزة حمضاً أمينياً، وهو جزيئات أصغر تحتوي على الكربون والأكسجين والهيدروجين وأحياناً ذرات الكبريت. لذا فإن البروتين في الأساس عبارة عن سلسلة مكونة من هذه الأحماض الأمينية الفردية الصغيرة. وهناك 22 نوعاً من الأحماض الأمينية المختلفة التي يمكنك دمجها بأي طريقة مختلفة.

ولا يوجد البروتين عادةً كسلسلة، ولكنه في الواقع ينثني إلى شكل معين، اعتمادًا على الترتيب وكيفية تفاعل هذه الأحماض الأمينية المختلفة معاً. ويؤثر هذا الشكل على ما يفعله البروتين في أجسامنا.

من أين تأتي الأحماض الأمينية؟

إن الأحماض الأمينية في أجسامنا تأتي من الطعام الذي نأكله. نحن أيضا نصنعها في أجسامنا. فعلى سبيل المثال، تصنع الحيوانات الأخرى البروتينات ونحن نأكلها. تأخذ أجسامنا هذه السلسلة وتكسرها إلى أحماض أمينية فردية. ثم يمكن إعادة تشكيلها إلى أي بروتين نحتاجه.

وبمجرد تقسيم البروتينات إلى أحماض أمينية في الجهاز الهضمي، يتم نقلها إلى خلايانا وتطفو نوعًا ما داخل الخلية، مثل تلك الحبيبات الفردية الصغيرة في تماثلنا (our analogy). ثم داخل الخلية، يقوم جسمك بشكل أساسي بتوصيلهم معاً لصنع البروتينات التي يحتاجها جسمك.

يمكننا صنع حوالي نصف الأحماض الأمينية التي نحتاجها بمفردنا، لكن علينا الحصول على الأحماض الأخرى من طعامنا.

ماذا تفعل البروتينات في الجسم؟

إن العلماء ليسوا متأكدين تماماً، لكن معظمهم يتفقون على وجود حوالي 20000 بروتين مختلف في أجسامنا. وتشير بعض الدراسات إلى أنه قد يكون هناكأكثر من ذلك. وهي تؤدي مجموعة متنوعة من الوظائف من القيام ببعض التحويلات الأيضية إلى تثبيت الخلايا معاً إلى التسبب في عمل عضلاتك.

وظائفها تندرج في عدد قليل من الفئات العامة. احدهم هو هيكلي يتكون جسمك من العديد من أنواع الهياكل المختلفة – فكر في الهياكل الشبيهة بالخيط، والكريات، والمراسي، وما إلى ذلك. إنها تشكل الأشياء التي تمسك جسمك معاً. الكولاجين هو بروتين يعطي بنية لبشرتك وعظامك وحتى أسنانك. إنتجرين هو بروتين يصنع روابط مرنة بين خلاياك. ويتكون شعرك وأظافرك من بروتين يسمى الكيراتين.

وهناك دور كبير آخر تقوم به وهو الكيمياء الحيوية – كيف ينفذ جسمك تفاعلات معينة في خليتك، مثل تكسير الدهون أو الأحماض الأمينية. أتذكر عندما قلت أن أجسامنا تكسر البروتين من الطعام الذي نتناوله؟ فحتى هذه الوظيفة يتم تنفيذها بواسطة بروتينات مثل البيبسين. مثال آخر هو الهيموجلوبين – البروتين الذي يحمل الأكسجين في الدم. لذا فهي تنفذ هذه التفاعلات الكيميائية الخاصة داخل نفسك.

ويمكن للبروتينات أيضاً معالجة الإشارات والمعلومات، مثل بروتينات الساعة البيولوجيةالتي تحافظ على الوقت في خلايانا، ولكن هذه بعض الفئات الرئيسية من الوظائف التي تؤديها البروتينات في الخلية.

لماذا يرتبط البروتين غالباً بالعضلات واللحوم؟

تحتوي الأنواع المختلفة من الأطعمة على أنواع مختلفة من محتوى البروتين. فهناك الكثير من الكربوهيدرات في النباتات مثل القمح والأرز، لكنها أقل ثراء في محتوى البروتين. ولكن اللحوم بشكل عام تحتوي على نسبة أكبر من البروتين. مطلوب الكثير من البروتين لتكوين عضلات الجسم. وهذا هو السبب في أن البروتين غالباً ما يرتبط بتناول اللحوم وبناء العضلات، ولكن البروتينات تشارك في أكثر من ذلك بكثير.

[الحصولعلى أفضل من المحادثة، في نهاية كل أسبوع. اشترك في نشرتنا الأسبوعية.]

ناثان أهلغرين، أستاذ مساعد في علم الأحياء، جامعة كلارك

يتم إعادة نشر هذه المقالة من شبكة The Conversation تحت ترخيص المشاع الإبداعي. قراءة المادة الأصلية.