Denaturācija ir process, kurā molekulārā struktūra novirzās no sākotnējā stāvokļa, pakļaujoties denaturējošam aģentam. Daži biomolekulu piemēri, kas tiek denaturēti, ir olbaltumvielas un nukleīnskābes. Olbaltumvielu denaturācija ir proteīna formas maiņa, ko izraisa ārējs spiediens, lai tas vairs nevarētu veikt savu šūnu funkciju. Olbaltumvielu denaturācijas cēlonis var būt karsēšanas process, skābes vai sārma pievienošana. Denaturācijas veidus var iedalīt atkarībā no iemesla, proti, bioloģiski izraisīta vai nebioloģiski izraisīta denaturācija.
Olbaltumvielu denaturācijas process
Olbaltumvielām, kas tiek pakļautas denaturācijas procesam, var būt dažādas īpašības, no kurām viena ir deformēta, jo tajās ir pārrautas ūdeņraža saites. Kad proteīns tiek pakļauts ārējam stresam, piemēram, tiek karsēts vai pakļauts skābei (piemēram, citronskābei), vājās ūdeņraža saites tiek pārtrauktas. Šis stāvoklis izraisa izmaiņas olbaltumvielās. Denaturācijas rezultātā deformētajiem proteīniem ir brīvāka struktūra, tie ir vairāk nejauši un lielā mērā nešķīst. Olbaltumvielu denaturācija var arī mainīt formu vai nojaukt proteīna struktūras daļas, kas iepriekš bija paslēptas, kļūt atvērtas un veidot saites ar citām olbaltumvielu molekulām. Šis stāvoklis izraisa olbaltumvielu sarecēšanu vai salipšanu un nešķīst ūdenī. Izmaiņas proteīna struktūrā denaturācijas procesa dēļ izraisa arī proteīna iedzimtās bioloģiskās aktivitātes un funkcijas zudumu.Šūnu nāve un mutāciju risks denaturācijas procesā
Olbaltumvielu denaturācija var izraisīt šūnu aktivitātes traucējumus. Ja šūnai neizdodas novērst traucējumus, šūnā var rasties priekšlaicīga nāve. Tomēr bojāts proteīns var atgūt savu dabisko aktīvo stāvokli, ja denaturējošs līdzeklis tiek noņemts (renaturēts). Daži proteīni, kas var tikt pakļauti šim procesam pēc proteīna denaturācijas, ir seruma albumīns no asinīm, hemoglobīns un ribonukleāzes enzīmi. Tomēr ir apstākļi, kad denaturācijas procesu nevar atgriezt sākotnējā stāvoklī. Olbaltumvielu denaturācija var arī palielināt risku saslimt ar vairākām slimībām, tostarp Alcheimera slimību, aklumu un daudzām citām neirodeģeneratīvām slimībām.Olbaltumvielu denaturēšanas funkcija
Šeit ir dažas olbaltumvielu denaturācijas funkcijas, kas ir noderīgas cilvēka ķermenim.- Organisms izmanto denaturāciju, lai iznīcinātu patogēnus. Tas tiek darīts, regulējot pH un bioķīmisko sekrēciju.
- Olbaltumvielu denaturācija ir arī svarīgs process pārtikas gremošanas laikā. Olbaltumvielas pārtikā tiek denaturētas, iedarbojoties atbrīvotajiem gremošanas enzīmiem.
- Šūnu līmenī denaturācija ir svarīga DNS procesa sastāvdaļa. Denaturācija var atvērt DNS un ļaut notikt replikācijai vai transkripcijai. Bez denaturācijas DNS virknes nevar kopēt, veidojot mRNS transkriptus proteīnu translācijai.
- Pētniecības jomā denaturācija ir process, ko izmanto polimerāzes ķēdes reakcijās, lai vienlaikus ražotu vairākas DNS kopijas. in vitro ātri.
- Medicīnas jomā denaturācijas mehānismi tiek izmantoti dažādu patogēnu iznīcināšanai.