Αν αναρωτιόμασταν ποια χημικά μόρια δεν λείπουν από καμία δουλειά που κάνει το σώμα μας, η απάντηση θα ήταν : οι πρωτεΐνες. Αυτά τα θαυμαστά μόρια με τα εκατομμύρια σχήματα που παίρνουν κάνουν τα πάντα στα κύτταρά μας.
Φέρνουν εις πέρας κάθε μας χημική αντίδραση, είναι χημικοί ταχυδρόμοι, κινούν τους μύς μας , σταματούν τις αιμορραγίες μας, σκοτώνουν τα παθογόνα μικρόβια, φτιάχνουν τα μαλλιά μας, τα νύχια μας, σχηματίζουν ίνες στους τένοντες και στους συνδέσμους μας, σταθεροποιούν τις μεμβράνες των κυττάρων μας, συγκρατούν τα οργανίδια των κυττάρων μας στις θέσεις τους, μεταφέρουν λιπίδια, οξυγόνο, σίδηρο και άλλα μόρια , βγάζουν και βάζουν μόρια και ιόντα μέσα στα κύτταρά μας, αποθηκεύουν ουσίες όπως σίδηρο στο συκώτι, κατευθύνουν την ανάπτυξη του σώματός μας, στον αμφιβληστροειδή του ματιού μας πιάνουν το φώς και μας κάνουν και βλέπουμε, προεξέχουν από τα κύτταρά μας και πιάνουν τα μηνύματα που φτάνουν σε αυτά, ελέγχουν την έκφραση των γονιδίων μας, και ακόμα αντιπηκτικές πρωτεΐνες προστατεύουν τα ψάρια του Βόρειου και του Νότιου Πόλου από την πήξη του αίματός τους, τα μύδια και άλλοι θαλάσσιοι οργανισμοί με μια κολλώδη πρωτεΐνη κολλάνε στους βράχους και άλλα πολλά κάνουν αυτά τα περίφημα μόρια και γι’ αυτό δίκαια ο Berzelius το 1838 από την ελληνική λέξη « πρωτεία » τα ονόμασε «πρωτεΐνες».
Οι πρωτεΐνες είναι δομικά τα πιο πολύπλοκα και λειτουργικά τα πιο «έξυπνα» χημικά μόρια που είναι μέχρι σήμερα γνωστά. Πως άραγε μπορούν οι πρωτεΐνες να εκτελούν τόσο πολλές και τόσο διαφορετικές εργασίες ; Φτιάχνονται από συνδυασμό είκοσι ουσιών (αμινοξέα),συνήθως από 50 μέχρι 2.000 απ’ αυτά. Με τον κατάλληλο συνδυασμό των ουσιών αυτών παίρνουν εκατομμύρια διαφορετικά σχήματα στον χώρο, και στο κάθε σχήμα η επιφάνεια της πρωτεΐνης έχει διαφορετικές χημικές ομάδες και γι’ αυτό κάμνει διαφορετική λειτουργία. Τελικά με όλα αυτά τι κάνουν οι πρωτεΐνες ; Όλες οι πρωτεΐνες ενώνονται με άλλα μόρια. Άλλες φορές ενώνονται πολύ σφιχτά και άλλοτε χαλαρά και για λίγο. Αλλά αυτές οι συνδέσεις εμφανίζουν μεγάλη εξειδίκευση, δηλ. κάθε πρωτεΐνη ενώνεται μόνο με ένα είδος μορίου ή το πολύ με λίγα, από τα χιλιάδες διαφορετικά μόρια που συναντάει.
Και πως ρυθμίζεται η δράση τους, δηλ. πότε να πιάνουν το άλλο μόριο και πότε να το αφήνουν ; Ένας τρόπος ρύθμισης της δράσης των πρωτεϊνών είναι ο εξής : Προσκολλάται μια φωσφορική ομάδα (αυτό λέγεται φωσφορυλίωση) πάνω στην πρωτεΐνη και έτσι αλλάζει το σχήμα της, και δεν ταιριάζουν τα άλλα μόρια να ενωθούν μαζί της και έτσι σταματάει η δράση της. Μπορεί να αυξηθεί η δράση τής πρωτεΐνης ή να ελαττωθεί στο βαθμό που την χρειάζεται το κύτταρο, επιλέγοντας το σημείο της πρωτεΐνης που θα ενωθεί η φωσφορική ομάδα. Όταν χρειάζεται η πρωτεΐνη, απομακρύνεται η φωσφορική ομάδα και η πρωτεΐνη συνεχίζει την δράση της. Έτσι π.χ. ρυθμίζεται η σειρά με την οποία δρούν οι πρωτεΐνες στην πολύπλοκη διαίρεση του κυττάρου. Πολλά μηνύματα πάνε από την κυτταρική μεμβράνη στον πυρήνα με διαδοχικές φωσφορυλιώσεις. Σε πολλές πρωτεΐνες η φωσφορυλίωση και η αποφωσφορυλίωση γίνονται συνέχεια σαν κύκλος, και ο λόγος είναι για να μπορεί να ανταποκριθεί η πρωτεΐνη σε ένα ξαφνικό ερέθισμα όπως π.χ. εμείς οι άνθρωποι έχουμε στην λειτουργία συνέχεια ένα μηχάνημα, έτσι ώστε μόλις το χρειαστούμε να το χρησιμοποιήσουμε.
Και τέλος, όπως εμείς σε εργασίες δύσκολες που δεν αρκεί να χρησιμοποιούμε τα εργαλεία ένα-ένα, αλλά πρέπει να χρησιμοποιηθούν πολλά εργαλεία ταυτόχρονα έχουμε αυτόματες μηχανές, έτσι και στο κύτταρο εργασίες δύσκολες π.χ. αντιγραφή του DNA, σύνθεση πρωτεϊνών κλπ, εκτελούνται από πολλές πρωτεΐνες μαζί που συνεργάζονται και δουλεύουν ταυτόχρονα για την επίτευξη του δύσκολου στόχου (πρωτεϊνική μηχανή ).
Είναι εκπληκτικό πως την γνώση της επιστήμης που είναι τόσο όμορφη, καταφέρνουμε στα σχολεία της Ελλάδας μας, με τα ανόητα εκπαιδευτικά μας συστήματα, να κάμνουμε τους μαθητές να την αντιπαθούν. Είναι σίγουρο ότι οι εκάστοτε κυβερνώντες, θέλουν να μορφωθούν τα παιδιά του λαού μας ; Έλεγε ο μεγάλος Γάλλος μαθηματικός και φυσικός Ανρί Πουανκαρέ: «Ο επιστήμονας δεν μελετά τη φύση επειδή αυτό είναι χρήσιμο• την μελετά γιατί αυτό τον ευχαριστεί. Και τον ευχαριστεί διότι η φύση είναι όμορφη. Αν η φύση δεν ήταν όμορφη, τότε δεν θα άξιζε τον κόπο να τη γνωρίσουμε. Και αν δεν άξιζε τον κόπο να τη γνωρίσουμε, τότε δεν θα άξιζε να ζούμε».
Φέρνουν εις πέρας κάθε μας χημική αντίδραση, είναι χημικοί ταχυδρόμοι, κινούν τους μύς μας , σταματούν τις αιμορραγίες μας, σκοτώνουν τα παθογόνα μικρόβια, φτιάχνουν τα μαλλιά μας, τα νύχια μας, σχηματίζουν ίνες στους τένοντες και στους συνδέσμους μας, σταθεροποιούν τις μεμβράνες των κυττάρων μας, συγκρατούν τα οργανίδια των κυττάρων μας στις θέσεις τους, μεταφέρουν λιπίδια, οξυγόνο, σίδηρο και άλλα μόρια , βγάζουν και βάζουν μόρια και ιόντα μέσα στα κύτταρά μας, αποθηκεύουν ουσίες όπως σίδηρο στο συκώτι, κατευθύνουν την ανάπτυξη του σώματός μας, στον αμφιβληστροειδή του ματιού μας πιάνουν το φώς και μας κάνουν και βλέπουμε, προεξέχουν από τα κύτταρά μας και πιάνουν τα μηνύματα που φτάνουν σε αυτά, ελέγχουν την έκφραση των γονιδίων μας, και ακόμα αντιπηκτικές πρωτεΐνες προστατεύουν τα ψάρια του Βόρειου και του Νότιου Πόλου από την πήξη του αίματός τους, τα μύδια και άλλοι θαλάσσιοι οργανισμοί με μια κολλώδη πρωτεΐνη κολλάνε στους βράχους και άλλα πολλά κάνουν αυτά τα περίφημα μόρια και γι’ αυτό δίκαια ο Berzelius το 1838 από την ελληνική λέξη « πρωτεία » τα ονόμασε «πρωτεΐνες».
Οι πρωτεΐνες είναι δομικά τα πιο πολύπλοκα και λειτουργικά τα πιο «έξυπνα» χημικά μόρια που είναι μέχρι σήμερα γνωστά. Πως άραγε μπορούν οι πρωτεΐνες να εκτελούν τόσο πολλές και τόσο διαφορετικές εργασίες ; Φτιάχνονται από συνδυασμό είκοσι ουσιών (αμινοξέα),συνήθως από 50 μέχρι 2.000 απ’ αυτά. Με τον κατάλληλο συνδυασμό των ουσιών αυτών παίρνουν εκατομμύρια διαφορετικά σχήματα στον χώρο, και στο κάθε σχήμα η επιφάνεια της πρωτεΐνης έχει διαφορετικές χημικές ομάδες και γι’ αυτό κάμνει διαφορετική λειτουργία. Τελικά με όλα αυτά τι κάνουν οι πρωτεΐνες ; Όλες οι πρωτεΐνες ενώνονται με άλλα μόρια. Άλλες φορές ενώνονται πολύ σφιχτά και άλλοτε χαλαρά και για λίγο. Αλλά αυτές οι συνδέσεις εμφανίζουν μεγάλη εξειδίκευση, δηλ. κάθε πρωτεΐνη ενώνεται μόνο με ένα είδος μορίου ή το πολύ με λίγα, από τα χιλιάδες διαφορετικά μόρια που συναντάει.
Και πως ρυθμίζεται η δράση τους, δηλ. πότε να πιάνουν το άλλο μόριο και πότε να το αφήνουν ; Ένας τρόπος ρύθμισης της δράσης των πρωτεϊνών είναι ο εξής : Προσκολλάται μια φωσφορική ομάδα (αυτό λέγεται φωσφορυλίωση) πάνω στην πρωτεΐνη και έτσι αλλάζει το σχήμα της, και δεν ταιριάζουν τα άλλα μόρια να ενωθούν μαζί της και έτσι σταματάει η δράση της. Μπορεί να αυξηθεί η δράση τής πρωτεΐνης ή να ελαττωθεί στο βαθμό που την χρειάζεται το κύτταρο, επιλέγοντας το σημείο της πρωτεΐνης που θα ενωθεί η φωσφορική ομάδα. Όταν χρειάζεται η πρωτεΐνη, απομακρύνεται η φωσφορική ομάδα και η πρωτεΐνη συνεχίζει την δράση της. Έτσι π.χ. ρυθμίζεται η σειρά με την οποία δρούν οι πρωτεΐνες στην πολύπλοκη διαίρεση του κυττάρου. Πολλά μηνύματα πάνε από την κυτταρική μεμβράνη στον πυρήνα με διαδοχικές φωσφορυλιώσεις. Σε πολλές πρωτεΐνες η φωσφορυλίωση και η αποφωσφορυλίωση γίνονται συνέχεια σαν κύκλος, και ο λόγος είναι για να μπορεί να ανταποκριθεί η πρωτεΐνη σε ένα ξαφνικό ερέθισμα όπως π.χ. εμείς οι άνθρωποι έχουμε στην λειτουργία συνέχεια ένα μηχάνημα, έτσι ώστε μόλις το χρειαστούμε να το χρησιμοποιήσουμε.
Και τέλος, όπως εμείς σε εργασίες δύσκολες που δεν αρκεί να χρησιμοποιούμε τα εργαλεία ένα-ένα, αλλά πρέπει να χρησιμοποιηθούν πολλά εργαλεία ταυτόχρονα έχουμε αυτόματες μηχανές, έτσι και στο κύτταρο εργασίες δύσκολες π.χ. αντιγραφή του DNA, σύνθεση πρωτεϊνών κλπ, εκτελούνται από πολλές πρωτεΐνες μαζί που συνεργάζονται και δουλεύουν ταυτόχρονα για την επίτευξη του δύσκολου στόχου (πρωτεϊνική μηχανή ).
Είναι εκπληκτικό πως την γνώση της επιστήμης που είναι τόσο όμορφη, καταφέρνουμε στα σχολεία της Ελλάδας μας, με τα ανόητα εκπαιδευτικά μας συστήματα, να κάμνουμε τους μαθητές να την αντιπαθούν. Είναι σίγουρο ότι οι εκάστοτε κυβερνώντες, θέλουν να μορφωθούν τα παιδιά του λαού μας ; Έλεγε ο μεγάλος Γάλλος μαθηματικός και φυσικός Ανρί Πουανκαρέ: «Ο επιστήμονας δεν μελετά τη φύση επειδή αυτό είναι χρήσιμο• την μελετά γιατί αυτό τον ευχαριστεί. Και τον ευχαριστεί διότι η φύση είναι όμορφη. Αν η φύση δεν ήταν όμορφη, τότε δεν θα άξιζε τον κόπο να τη γνωρίσουμε. Και αν δεν άξιζε τον κόπο να τη γνωρίσουμε, τότε δεν θα άξιζε να ζούμε».
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου