ბიოპოლიმერები: განსხვავება გადახედვებს შორის

ცილები [[უჯრედი|უჯრედში]] მთელ რიგ უმნიშვნელოვანეს ფუნქციას ასრულებენ. ცილა-[[ფერმენტები]] აუცილებელი თანამიმდევრობითაა და საჭირო სიჩქარით ახორციელებენ უჯრედში [[ნივთიერებათა ცვლა|ნივთიერებათა ცვლის]] ყველა [[ქიმიური რეაქცია|ქიმიურ რეაქციას]]. [[კუნთები]]ს, მიკრობთა შოლტების, უჯრედის წამწამებისა და სხვა. ცილები განაპირობებენ შეკუმშვას — ისინი გარდაქმნიან ქიმიურ ენერგიას მექანიკურ მუშაობად და უზრუნველყოფენ მთელი ორგანიზმის ან მისი რომელიმე ნაწილის მოძრაობას. ცილები ყველა ცოცხალი ორგანიზმის უჯრედულ სტრუქტურათა უმეტესობის, [[ვირუსები]]სა და [[ფაგები]]ს გარსთა ძირითადი მასალაა; მათის სტრუქტურული ფუნქციები მჭიდროდ უკავშირდება [[სუბუჯრედული ორგანელები|სუბუჯრედულ ორგანელებში]] სხვადასხვა ნივთიერების მიწოდების რეგულაციას (იონების [[აქტიური ტრანსპორტი]]) და ფერმენტულ კატალიზს. ისინი მარეგულირებელ ფუნქციებსაც ასრულებენ „კრძალავენ“ ან „ნებას რთავენ“ ამა თუ იმ გენის გამოვლინებას. უმაღლეს ორგანიზმებში არის სხვადასხვა ნივთიერების გადამტანი ცილები (მაგ. [[ჰემოგლობინი]], რომელსაც გადააქვს მოლეკულური [[ჟანგბადი]]) და იმუნური ცილები, რომლებიც ორგანიზმს იცავენ მასში შეღწეული უცხო ნივთიერებებისგან. პოლისაქარიდები ასრულებენ სტრუქტურულ (მაგ. [[შემაერთებელი ქსოვილი]]ს [[პოლისაქარიდი]] ''ცელულოზა'') და სამარაგო საკვებ (მაგ. ''სახამებელი'', ''გლიკოგენი'') ფუნქციებს; განაპირობებენ უჯრედების გარე [[მემბრანა|მემბრანის]] სპეციფიკურ თვისებებს, უზრუნველყოფენ ორგანიზმის მთლიან დაცვას.

ბიოპოლიმერების მონომერული რგოლების შედგენილობა და თანამიმდევრობა განსაზღვრავს მათ ე. წ. პირველად სტრუქტურას. ყველა [[ნუკლეინმჟავა]] ხაზოვანი [[ჰეტეროპოლიმერი]]ა, [[საქაროფოსფატი|საქაროფოსფატური]] ჯაჭვებით რომელთა რგოლებთანაც მიერთებულია გვერდითი ჯგუფები — [[აზოტოვანი ფუძეები]]: ''ადენინი'' და ''თიმინი'', ''გუანინი'' და ''ციტოზინი''; ზოგ შემთხვევაში გვერდითი ჯგუფები შეიძლება სხვა აზოტოვანი ფუძეები იყოს. ცილებიც ჰეტეროპოლიმერებია — მათი [[მოლეკულა|მოლეკულები]] დისულფიდური ხიდებით შეერთებული ერთი ან რამდენიმე პოლიპეპტიდური ჯაჭვისაგან შედგება. პოლიპეპტიდური ჯაჭვები შეიცავენ 20 ამინომჟავას ნაშთს, რომელთა ურთიერთდაკავშირების თანამიმდევრობა დადგენილია პოლიპეპტიდებში საფეხურებრივი ჰიდროლიზით. კონფორმაციას, ანუ ბიოპოლიმერების მოლეკულათა სივრცით ფორმას, განსაზღვრავს მათი პირველადი სტრუქტურა. ქიმიური სტრუქტურისა და გარეგანი პირობების გავლენით ბიოპოლიმერების მილეკულებიმოლეკულები შეიძლება ერთ ან რამდენიმე უმთავრეს კონფორმაციაში იმყოფებოდეს, ან მეტ-ნაკლებად თანაბარსაალბათო კონფორმაცია მიიღოს. სივრცითი სტრუქტურის მიხედვით ცილები შეიძლება იყოს ფიბრილური და გლობულარული. ცილა-ფერმენტებს, ცილა-გადამტანებს, იმუნურ და ზოგიერთ სხვა ცილას ძირითადად გლობულარული სტრუქტურა აქვთ. დეტალურად არის შესწავლილი ''ჰემოგლობინის'', ''მიოგლობინის'', ლიზოციმისა და სხვა ცილების სტრუქტურა. ყოველი ცილა-ფერმენტის სივრცითი სტრუქტურა უნიკალურია და უზრუნველყოფს ბიოპოლიმერების ყველა რგოლის ისეთ განლაგებას სივრცეში, როგორიც აუცილებელია მისი ფუნქციონირებისათის. [[ნატივური დნმ]]-ის სივრცითი სტრუქტურა ორი კომპლემენტარული ძაფით არის წარმოქმნილი და წარმოადგენს კრიკ-უოტსონის ორმაგ სპირალს, სადაც მოპირდაპირე აზოტოვანი ფუძეები [[წყალბადური ბმა|წყალბადური ბმებით]] წყვილ-წყვილად არის დაკავშირებული ერთმანეთთან.

სხვადასხვაგვარი ზემოქმედებისას ([[ტემპერატურა|ტემპერატურის]] მატება ან ხსნარის მჟავიანობის შეცვლა) ბიოპოლიმერების ნატივური სივრცითი სტრუქტურა ირღვევა. ამ მოვლენას დენატურაცია ეწოდება და ზოგჯერ იგი შექცევადია ([[რენატურაცია]]).

ბიოპოლიმერების აგებულება ხანგრძლივი ევოლუციური შედეგია, რის გამოც აღნიშნული [[მოლეკულა|მოლეკულები]] იდეალურად შეეგუა თავის ბიოლოგიურ დანიშნულებას. ბიოპოლიმერების პირველად სტრუქტურას, კონფორმაციასა და კონფორმაციულ გარდაქმნებსა და მათ ბიოლოგიურ ფუნქციებს შორის მჭიდრო კავშირი არსებობს, რომლის გამოკვლევა ''მოლეკულური ბიოლოგიის'' ერთ-ერთი მთავარი ამოცანაა. [[დნმ]]-ში ამგვარი კავშირების დადგენამ შესაძლებელი გახადა ახსნილიყო ''რედუპლიკაციის'', ''ტრანსკრიპციისა'' და ''ტრანსლაციის'', აგრეთვე მუტაგენეზისა და ზოგიერთი სხვა მნიშველოვანი ბიოლოგიური პროცესის ძირითადი მექანიზმი. დნმ-ის მოლეკულის ხაზოვანი სტრუქტურა უზრუნველყოფს გენეტიკური ინფორმაციის ჩაწერას, მის გაორმაგებას დნმ-ის მატრიცული სინთეზის დროს და ერთი და იმავე გენის[[გენი]]ს ასლების ე. ი. [[რნმ]]-ის მოლეკულების მიღებას. ფერმენტაციული რეაქციების სხვადასხვა სტადიაზე ცილა-ფერმენტების სივრცითი და კონფორმაციული ცვლილებების კვლევა საშუალებას იძლევა დადგინდეს ბიოკატალიზის მექანიზმი და გაგებულ იქნას ქიმიური დიდად დაჩქარების ბუნება, რომლებიც ფერმენტებით ხორციელდება.