חלבונים מכונים לעתים קרובות אבני הבניין של האורגניזם.דמיון זה מתייחס בעיקר לתפקוד המבני החשוב שלהם.אנחנו מוצאים אותם, למשל, בכמויות גדולות במבנה השרירים, העצמות, הציפורניים, העור והשיער.
בירידה לרמה המיקרוסקופית, חלבונים יוצרים את הפיגומים של כל תא, הנקרא cytoskeleton, המאפשר לתאים לשנות את צורתם או לזוז.
החלבון המבני החשוב ביותר בגוף האדם הוא קולגן, המהווה כ -6% ממשקל הגוף. ישנם סוגים רבים של קולגן, יותר מ -20, המאופיינים בתכונות מעט שונות וגם בארגון שונה בסיבים ובסיבים. סוג 1 הקולגן, למשל, הוא הנפוץ ביותר. הוא נכנס להרכב של רקמות החיבור העיקריות, כגון עור, גידים, עצמות וקרנית, שם נדרשת חוזק מתיחה גבוה. מאידך גיסא, קולגן מסוג 2 קיים בדיסקים וסחוסים בחוליות, כאשר "נדרשת עמידות רבה יותר לכוחות דחיסה." חלבון מבני נוסף, אלסטין, מספק גמישות לרקמות כמו העור ומאפשר לו לחזור לצורתו המקורית. לאחר שנחשף לכוחות מתיחה או התכווצות.
לבסוף, נזכיר קראטין, חלבון מבני האופייני לשיער, לציפורניים ולשיער, וטובולין, היחידה הבסיסית של המיקרו -צינורות המהווים את הפיגום של התא, קרי השלד.
אך לחלבונים אין רק פונקציה מבנית. יותר מלבנים, ניתן למעשה להשוותם לחברת בנייה אמיתית, עם פונקציות של בנייה, הריסה, הובלה, אחסון, הגנה על בניינים מפני סכנות סביבתיות ואפילו תכנון ותיאום עבודות.
עם תפקוד ההתכווצות שלהם, חלק מהחלבונים מפעילים את השרירים ובכלל יותר יוצרים תנועות בתאים וברקמות. תחשוב למשל מתי תא, כמו תא דם לבן, צריך לעבור מהדם לרקמה כדי להתקרב לפתוגן, לשלב אותו ולהרוס אותו. שני החלבונים המכווצים הידועים ביותר הם אקטין ומיוזין, הנמצאים הן בשרירים והן בתאי השלד.
החלבונים משתתפים גם בהגנה החיסונית, ויוצרים את האימונוגלובולינים, שכולנו מכירים כנוגדנים, החשובים להגנה מפני זיהומים. כל תא חושף על פני השטח גם חלבונים לזיהוי חלבונים המאפשרים לזהותו על ידי המערכת החיסונית כבלתי מזיקה, מכיוון שהוא חלק מהאורגניזם. כאשר מערכת זיהוי זו אינה פועלת כראוי, המערכת החיסונית תוקפת את התאים הבריאים של האורגניזם. ומחלות אוטואימוניות כביכול מופיעות, כגון זאבת מערכתית, דלקת מפרקים שגרונית או מחלת גרייבס, שהיא אחד הגורמים השכיחים להיפותירואידיזם.
כמו כן הם בעלי אופי חלבוני כמה אנזימים ליטיים שתאים מסוימים של המערכת החיסונית משתמשים בהם לעיכול ולהשחת פולשים.
כפי שאמרנו, לחלבונים יש גם פונקציית תחבורה. רק תחשבו על חלבוני פלזמה, כמו המוגלובין, שנושא חמצן בדם, או אלבומין המייצג מעין נהג משאית שעסוק בנשיאת חומרים רבים, כולל כמה הורמונים, שומנים ותרופות רבות.
החלבונים גם מהווים את המובילים, נושאים ככפות ידיים רבות אל פני השטח החיצוניים של התאים ומוכנים לתפוס את המולקולות הדרושות לתא כדי להעביר אותן פנימה. המובילים הללו הם ספציפיים ביותר; למשל יש לנו מובילים שונים לגלוקוז, לחומצות אמינו, לנתרן, לסידן וכן הלאה. ברור שהנשאים פועלים גם בכיוון ההפוך, כלומר לתאים יש חלבונים מיוחדים שאליהם הם מאצילים את חיסול חומרי הפסולת.
תפקיד חשוב נוסף של החלבונים הוא תפקיד הרגולציה. למעשה, הם משתתפים בתגובות הכימיות המתרחשות בגופנו, מאיצים אותם, מאטים אותם, מעדיפים אותם או מעכבים אותם לפי הצורך. רוב האנזימים הם למעשה חלבונים. יש לנו אנזימים. נקראים למשל פרוטאזות המתפרקות ומפרקות חלבונים פגומים או עודפים, או סינתטזים שבאופן כללי הם אנזימים המעדיפים סינתזה של מולקולות. אנזים ידוע הוא למשל ה- ATP-asi שמפצל את מולקולת ה- ATP, שהיא אנרגיית המטבע של האורגניזם. לבסוף, הבה נזכור את פולימראז ה- DNA שמשתתף בסינתזה של ה- DNA.
עדיין בנושא הפעילות הרגולטורית, כיצד נוכל לשכוח את פעולת הקולטן המבוצעת על ידי חלבונים. קולטנים הם חלבונים המסוגלים לזהות ולהיקשר למולקולות ספציפיות, הנקראות בדרך כלל ליגנדים, ומשנות את המבנה שלהן בדיוק מכוח הקשר הזה. לכן ניתן להשוות את הקולטן למנעול, שאליו מתאים מפתח ספציפי, שהוא בדיוק הליגנד.
האינטראקציה בין הליגנד, שהוא המפתח, לבין הקולטן, שהוא המנעול, קובעת את פתיחת הדלת, הודות לשינוי הקונפורמציה שהזכרנו. שאלה: זוכרים כשדיברנו לפני זמן מה על נשאים, או נשאי קרום? ובכן, כדי להעביר תוכן מסוים, הראשון חייב להיכנס תחילה לתא, שהוא מאוד בררן וסלקטיבי בכניסת חומרים שונים. כדי לבחור אילו חומרים להכניס ואילו לא, התא מסתמך על קולטני הממברנה.
עדיין בהתייחס לפעולה הרגולטורית, אני מזכיר לך שישנם גם חלבונים המעורבים בשליטה על ביטוי הגנים הספציפיים. בתורו, כל גן מכיל את ההוראות לסינתזה של חלבונים ספציפיים, המופקדים בידי ריבוזומים, אברונים הדומים למפעלי חלבון אמיתיים הנשלטים על ידי m-RNA.
לבסוף, חלבונים מהווים סוגים מסוימים של הורמונים; זהו המקרה של אינסולין, המאפשר להיכנס לגלוקוז לתאים, של הורמון הגדילה החיוני לצמיחת הגוף ושל אוקסיטוצין, חיוני במהלך הלידה ולקשרים הרגשיים בין גבר לאישה.
