Organismide koostis - Valgud, nukleiinhapped (7)

2.4 Valgud
Valgud on aminohapetest moodustunud polümeerid. Valke nimetatakse ka biopolümeerideks, sest valgud moodustuvad ainult elusorganismides.
Kõiki aminohapete koostisesse kuuluvad aluseliste omadustega aminorühm (-NH) ja happeliste omadustega karboksüülrühm (-COOH). Valke sünteesitakse raku tsütoplasmas paiknevates ribosoomides. Kahe aminohappe omavahelisel reageerimisel moodustub ribosoomis nende vahele kovalentne side, mida nimetatakse peptiidsidemeks. See ühendab kahte aminohappejääki.
Valkude omadused tulenevad molekuli koostisse kuuluvate aminohappejääkide järjestusest ja nende hulgast. Valgu aminohappelist järjestust nimetatakse esimest järku struktuuriks e. Primaarstruktuuriks. See määrab ära valgu omadused. Valgu teist järku struktuur e. Sekundaarstruktuur (juuksed, küüned, siid , ämblikuniit) tekib polüpeptiidi keerdumisel heeliksiks või ahelate voltumisel. Struktuuri hoiavad koos vesiniksidemed . Valgu kolmandat järku struktuur e. Tertsiaarstruktuur moodustub molekuli edasisel kokkukeerdumisel. See kannab gloobuli nimetust . Kui omavahel ühinevad kaks või enam polüpeptiidi, moodustub valk, mille puhul räägitakse neljandat järku struktuurist e. Kvaternaarstruktuurist.
Sellist nähtust, kus valk kaotab esmat kolmandat järku struktuuti ja seejärel teist järku struktuuri, nimetatakse denaturatsiooniks. Seda võivad põhjustada kõrge temperatuur, mehhaanilised tegurid (vahsutamine), happed , raskmetallid, ioniseeriv ja ultraviolettkiirgus. Peptiidsidemed ei katke ning säilib valgu esmane struktuur. Denaturatsiooni pöördprotsess on renaturatsioon, kus valgu sekundaar- ja tertsiaarstruktuur võivad taastuda .
Biokeemiliste reaktsioonide kiirust reguleerivad valgud, mida nimetatakse ensüümideks. Neid iseloomustab kõrge spetsiifilisus, sest iga reaktsiooni juhib oma ensüüm (amülaas lagundab tärklist). Selles väljendub valkude ensümaatiline funktsioon.
Ensüüme käsitletakse bioaktiivsete ainetena , sest nad reguleerivad organismi enamikke biokeemilisi protsesse. Vitamiinid on bioaktiivsed madalmolekulaarsed orgaanilised ained.
Valgud kuuluvad kõigi rakuorganellide koostisesse – ehituslik funktsioon. Liitvalk hemoglobiin kannab hapnikku kopsudest kõigisse kudedesse. Rakumembraani koostises esinevad transportvalgud – transportfunktsioon. Valkude retseptorfunktsioon väljendub rakumembraanis esinevate valkude näol, mis edastavad väliskeskkonna infot raku sisemusse . Regulatoorset funktsiooni täidavad mitmed valgulised hormoonid (nt insuliin). Valkude kaitsefunktsioonid – antikehade moodustumine, mis on vajalikud viirushaigustest tervenemiseks. Antikehadele on omane kõrge spetsiifilisuse tase – iga antikeha seostub üksnes selle molekuliga , mille vastu ta on sünteesitud. Organismi sattunud võõraineid, mis tingivad antikehade tekke, nimetatakse antigeenideks.
AIDS on omandatud immuunpuudulikkuse sündroom, mida põhjustab HIV. HIV toimel lakkab inimese vere rakkudes antikehade teke. Inimene haigestub sageli nakkushaigustesse. AIDS'i haige surma põhjuseks on mõni viirushaigus, bakteriaalne haigus või pahaloomuline kasvaja. Kontraktisoonivalgud on need valgud, mis muudavad oma struktuuri – valkude liikumisfunktsioon (lihased, algloomad ). Valkudel on ka energeetiline funktsioon.
2.5 Nukleiinhapped
Nukleiinhapped on biopolümeerid, mille monomeerideks on nukleotiidid .
Desoksüribonukleiinhape ehk DNA on biopolümeer, mille monomeerideks on desoksüribonukleotiidid. DNA koostises on neli erinevat nukleotiidi: adenosiinfosfaat (A), guanosiinfosfaat (G), tsütidiinfosfaat (C), tümidiinfosfaat (T). Desoksüribonukleotiid on keeruka struktuuriga ühend, mis on moodustunud lämmastikaluse, desoksüriboosi ja fosfaatrühma liitumisel. Monomeeride erinevused tulenevad lämmastikalusest (adeniin (A); guaniin (G); tümiin (T), tsütosiin (C) ).
DNA ahel koosneb kahest omavahel ühinenud ahelast, mille koospüsimise aluseks on komplementaarsusprintsiip – nukleotiidide üksteisele vastavus. Nukleotiidide järjestust molekulis nimetatakse DNA esimest järku struktuuriks. DNA on kromosoomide põhiline koostisosa ; säilitab pärilikku infot. Rakutuumast saadava info põhjal reguleeritakse raku kõiki elutalitlusi.
Ribonukleiinhape on biopolümeer, mille monomeerideks on ribonukleotiidid . Tümiini asemel esineb aga RNA's uratsiil (U) – uridiinfosfaat. RNA osaleb pärilikkuse avaldamises ja geneetilise info realiseerimises. Informatsiooni-RNA ehk mRNA toob geneetilise info rakutuumas asuvatest kromosoomidest valgusünteesi paika e. Ribosoomidesse. Transport-RNA ehk tRNA ülesanne on geneetilise info lahtimõtestamine. Vastavalt sellele toovad tRNA molekulid kohale õiged aminohapped ja lülitavad need sünteesitava valgu ahelasse. Ribosoomi-RNA ehk rRNA osaleb valgusünteesis.
Vastavalt komplementaarsusprintsiibile moodustub C ja G vahel kolm ning A ja U vahel kaks vesiniksidet.