En la desnaturalització, biomolècules com proteïnes i àcids nucleics perden la seva activitat biològica a causa de canvis estructurals. Tot i això, l’estructura primària de les biomolècules roman intacta. Al cos hi ha processos de desnaturalització necessaris i nocius.
Què és la desnaturalització?
A la estómac, desnaturalització dels aliments proteïnes es produeix a causa de la influència de àcid gàstric. La desnaturalització fa referència a la destrucció de l'estructura secundària, terciària i quaternària de proteïnes i àcids nucleics per influències físiques i químiques. Les influències físiques representen calor, pressió o radiació d’alta energia. Químicament, les desnaturalitzacions són causades per àcids, àlcalis, caotrops, detergents, alcohol o altres compostos. Tot i aquests canvis estructurals, però, l’estructura primària roman intacta. L'estructura primària es caracteritza per la seqüència de aminoàcids en proteïnes (albúmina) o nitrogen bases in àcids nucleics. L'estructura secundària descriu el plegament de biomolècules a través de la influència de hidrogen enllaços, polars interaccions, enllaços iònics i interaccions hidròfobes. Llevat de la formació d'enllaços disulfurs entre diferents sofre-que conté aminoàcids, els altres enllaços covalents no es canvien. A l’estructura terciària, les estructures espacials es formen dins d’una cadena de biomolècules a causa dels plegaments. L’estructura quaternària es caracteritza per la formació d’estructures espacials amb múltiples cadenes. En aquest procés, proteïnes i nucleics àcids desenvolupen la seva activitat biològica només mitjançant la formació de les estructures secundària, terciària i quaternària. La desnaturalització destrueix aquestes estructures trencant els enllaços físics entre els grups atòmics individuals i els enllaços químics dins dels grups disulfurs. Tot i que es manté l’estructura primària, es perd l’activitat biològica. La desnaturalització es produeix constantment tant a l'exterior com a l'interior del cos. Un exemple típic de desnaturalització és la duresa de l’ou durant cuina. En la majoria dels casos, les desnaturalitzacions són irreversibles. Tot i això, també poden ser reversibles.
Funció i tasca
Les desnaturalitzacions es produeixen constantment en organismes animals i humans. Per exemple, les proteïnes dietètiques primer s'han de preparar per a la seva descomposició química en l'individu aminoàcids. Això no és possible sense la digestió de les estructures secundària, terciària o quaternària. Les peptidases només poden activar-se quan s’ha desplegat la cadena proteica. A la estómac, la influència de àcid gàstric provoca la desnaturalització de les proteïnes dels aliments. Després de passar pel portal gàstric, la polpa alimentària processada es descomposa químicament a través del digestiu enzims del pàncrees. Els hidrats de carboni, els greixos i les proteïnes es descomponen en els seus monòmers corresponents. Sota la influència de les peptidases, l’amino individual àcids es formen a partir de les proteïnes dietètiques desnaturalitzades, que es converteixen en proteïnes endògenes del cos. L 'agent per a la desnaturalització al estómac is àcid gàstric, que consisteix principalment en àcid clorhídric. No obstant això, l'àcid gàstric no només descompon les proteïnes dels aliments. També destrueix molts dels productes alimentaris patògens desnaturalitzant-los. La desnaturalització de proteïnes i àcids nucleics també té un paper important en la defensa immune. Així, les partícules de proteïna estranyes (malaltia gèrmens) i les cèl·lules del cos malalt o mort són captades i dissoltes pels anomenats macròfags. La seva digestió té lloc en els anomenats lisosomes. Els lisosomes són orgànuls cel·lulars que descomponen substàncies estranyes i endògenes amb l’ajut de enzims. Els macròfags contenen un nombre particularment gran de lisosomes. Dins dels lisosomes, hi ha un valor baix de pH (entorn àcid). Allà, els components de les proteïnes i dels àcids nucleics es desnaturalitzen primer i després es digereixen mitjançant digestius enzims. A més, sovint es produeixen temperatures elevades durant una infecció. En el cas que febre, fins i tot malaltia sensible gèrmens es maten per desnaturalització a causa de l’efecte de la calor. Els lisosomes estan presents no només en els macròfags, sinó també en totes les altres cèl·lules del cos, perquè els productes de rebuig inutilitzables i els components proteics han de ser digerits a totes les cèl·lules. Els processos de desnaturalització descrits fins ara són vitals per a l'organisme.
Malalties i malalties
No obstant això, en relació amb les desnaturalitzacions que es produeixen a l’organisme, també hi ha processos patològics. En el cas d’infeccions, per exemple, febre no mata gèrmens només, perquè les altes temperatures prolongades també poden destruir les proteïnes del cos. Això afecta especialment els enzims molt sensibles. Si la temperatura corporal supera els 40 graus durant molt de temps, molts enzims es tornen ineficaços. Per tant, molt alt febre té un efecte potencialment fatal sobre l’organisme. Tot i això, si la temperatura alta torna a baixar en un termini de sis hores, el dany encara serà reversible. Les desnaturalitzacions de les proteïnes també són causades per efectes de metalls pesants. Els metalls pesants pot formar complexos amb proteïnes. Això canvia les seves estructures terciàries i quaternàries. De nou, els enzims es veuen particularment afectats. És per això que s’acumulen metalls pesants a l’organisme lead a malalties cròniques greus i de vegades mortals. Àcid o alcalí cremades també impliquen la desnaturalització de proteïnes endògenes a la pell. La mort del teixit afectat inicia processos inflamatoris que lead a picor i greu pell reaccions. A més, cremades lead a la desnaturalització de proteïnes endògenes del pell i teixit connectiu. En medicina, el sagnat greu es tracta sovint amb corrent d’alta freqüència. En aquest procés, la temperatura del teixit s’escalfa breument fins a 80 graus. Com a resultat, les proteïnes del teixit i teixit connectiu les fibres es coagulen. Això permet que la ferida es pugui tancar eficaçment. Moltes malalties relacionades amb l'edat també s'associen a canvis en l'estructura secundària i terciària de les proteïnes. Tot i que no es produeix una desnaturalització completa en aquests casos, sí que es tradueix, entre altres coses, en el replegament i en la formació de plaques. Un exemple ben conegut són les plaques senils de La malaltia d'Alzheimer pacients. Les plaques senils són dipòsits de proteïnes a la zona cervell que es formen com a resultat del plegament a l'estructura terciària. Tot i això, encara no es coneixen les causes d’aquest procés. Entre altres coses, una influència de alumini es parla dels canvis estructurals de la proteïna tau.
