संरचनात्मक प्रोटीन: कार्य, उदाहरण और विशेषताएं - जीवविज्ञान - 2025

संरचनात्मक प्रोटीन एक प्रमुख प्रोटीन उपस्थित सभी कोशिकाओं में, यानी कोशिकाओं दोनों पौधे और पशु हैं। ये अत्यधिक विविध जैविक संरचनाओं का हिस्सा हैं जैसे त्वचा, बाल, मकड़ी का जाला, रेशम, संयोजी ऊतक, पादप कोशिका भित्ति इत्यादि।

हालांकि "संरचनात्मक प्रोटीन" शब्द का उपयोग आमतौर पर कोलेजन, केरातिन और इलास्टिन जैसे प्रोटीन को संदर्भित करने के लिए किया जाता है, वहाँ भी महत्वपूर्ण इंट्रासेल्युलर संरचनात्मक प्रोटीन होते हैं जो कोशिकाओं की आंतरिक संरचना के रखरखाव में योगदान करते हैं।

टाइप I कोलेजन फाइबर का फोटो, संरचनात्मक प्रोटीन का एक वर्ग (स्रोत: लुईसा हावर्ड विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से)

साइटोस्केलेटन से संबंधित ये प्रोटीन, जीवों के उप-कोशिकीय स्थान को भी नियंत्रित करते हैं और उनके बीच परिवहन और संचार मशीनरी प्रदान करते हैं।

कुछ संरचनात्मक प्रोटीनों का बहुत विस्तार से अध्ययन किया गया है और सामान्य प्रोटीन संरचना की अधिक समझ की अनुमति दी है। इनमें से उदाहरण रेशम फाइब्रोइन, कोलेजन और अन्य हैं।

उदाहरण के लिए, रेशम फाइब्रोइन के अध्ययन से, of-मुड़ी हुई चादरों की माध्यमिक प्रोटीन संरचना का वर्णन किया गया था और, कोलेजन के साथ किए गए पहले अध्ययनों से, ट्रिपल हेलिक्स माध्यमिक संरचना को काट दिया गया था।

इसलिए, संरचनात्मक प्रोटीन दोनों व्यक्तिगत कोशिकाओं के भीतर और ऊतकों में आवश्यक हैं।

विशेषताएं

संरचनात्मक प्रोटीन के कार्य काफी विविध हैं, और सब से ऊपर, निर्भर करता है, प्रश्न में प्रोटीन के प्रकार पर। हालांकि, यह कहा जा सकता है कि इसका मुख्य कार्य कोशिकाओं की संरचनात्मक अखंडता को बनाए रखना है और, व्यापक अर्थ में, शरीर की संरचना का।

जहां तक ​​शरीर के संरचनात्मक प्रोटीन का संबंध है, केरातिन, उदाहरण के लिए, रक्षा में और कवरेज में, रक्षा में, अन्य लोगों के साथ कार्य करता है।

स्तनधारियों और अन्य जानवरों की त्वचा के एपिडर्मिस में केराटिन से बने फिलामेंट्स की एक बड़ी संख्या होती है। इस परत में विभिन्न प्रकार के तनावों या हानिकारक कारकों के खिलाफ शरीर की सुरक्षा में कार्य होते हैं।

कांटे और क्विल्स, साथ ही सींग और चोंच, पंजे और नाखून, जो केराटिनाइज्ड ऊतक हैं, शरीर के संरक्षण और रक्षा दोनों में कार्य करते हैं।

अप्रत्यक्ष रूप से, कई जानवरों के ऊन और बालों का उपयोग कपड़ों और अन्य प्रकार के कपड़ों के निर्माण के लिए किया जाता है, जिसके लिए उनके पास एक अतिरिक्त महत्व है, मानवजनित रूप से बोलना।

सेलुलर संरचनात्मक प्रोटीन

कोशिकीय दृष्टिकोण से, संरचनात्मक प्रोटीन में पारलौकिक कार्य होते हैं, क्योंकि वे आंतरिक ढांचे को बनाते हैं जो प्रत्येक कोशिका को अपनी विशिष्ट आकृति प्रदान करते हैं: साइटोस्केलेटन।

साइटोस्केलेटन के हिस्से के रूप में, संरचनात्मक प्रोटीन जैसे कि एक्टिन, ट्यूबुलिन, मायोसिन और अन्य भी परिवहन और आंतरिक संचार कार्यों में भाग लेते हैं, साथ ही सेलुलर गतिशीलता घटनाओं (चलने में सक्षम कोशिकाओं) में भी।

उदाहरण के लिए, सिलिया और फ्लैगेला का अस्तित्व, संरचनात्मक प्रोटीनों पर अत्यधिक निर्भर है जो कि एक्टिन और ट्यूबिलिन से बने मोटे और पतले फिलामेंट्स को बनाते हैं।

संरचनात्मक प्रोटीन और उनकी विशेषताओं के उदाहरण

चूंकि संरचनात्मक प्रोटीन की एक महान विविधता है, यूकेरियोटिक जीवों में सबसे महत्वपूर्ण और प्रचुर मात्रा में केवल उदाहरण नीचे दिए जाएंगे।

बैक्टीरिया और अन्य प्रोकैरियोट्स, वायरस के साथ, उनके कोशिका निकायों में भी महत्वपूर्ण संरचनात्मक प्रोटीन होते हैं, हालांकि, सबसे अधिक ध्यान यूकेरियोटिक कोशिकाओं पर केंद्रित है।

-Actin

एक्टिन एक प्रोटीन है जो फ़िलामेंट्स (एक्टिन फ़िलामेंट्स) को माइक्रोफ़िल्मेंट्स के रूप में जाना जाता है। ये माइक्रोफ़िल्मेंट्स सभी यूकेरियोटिक कोशिकाओं के साइटोस्केलेटन में बहुत महत्वपूर्ण हैं।

एक्टिन फिलामेंट्स दो-चेन हेलिकल पॉलिमर हैं। ये लचीली संरचनाएं 5 से 9 एनएम व्यास की हैं और रैखिक बीम, दो-आयामी नेटवर्क या तीन-आयामी जैल के रूप में व्यवस्थित हैं।

एक्टिन पूरे सेल में वितरित किया जाता है, हालांकि, यह विशेष रूप से प्लाज्मा झिल्ली के आंतरिक चेहरे से जुड़ी एक परत या प्रांतस्था में केंद्रित है क्योंकि यह साइटोस्केलेटन का एक मूलभूत हिस्सा है।

-Collagen

कोलेजन जानवरों में मौजूद एक प्रोटीन है और विशेष रूप से स्तनधारियों में प्रचुर मात्रा में है, जिनके पास कम से कम 20 अलग-अलग जीन हैं जो इस प्रोटीन के विभिन्न रूपों को कूटते हैं जो उनके ऊतकों में पाए जा सकते हैं।

यह मुख्य रूप से हड्डियों, tendons और त्वचा में पाया जाता है, जहां यह स्तनधारियों के कुल प्रोटीन द्रव्यमान का 20% से अधिक बनता है (किसी अन्य प्रोटीन के प्रतिशत से अधिक)।

संयोजी ऊतकों में जहां यह पाया जाता है, कोलेजन बाह्य मैट्रिक्स के तंतुमय भाग (जो एक मौलिक पदार्थ से भी बना होता है) का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बनता है, जहां यह लोचदार तंतुओं का निर्माण करता है जो बड़े तन्य बलों का समर्थन करते हैं।

कोलेजन फाइबर की संरचना

कोलेजन फाइबर ट्रोपोकोलेजन अणुओं की एकसमान उप-इकाइयों से बने होते हैं, जो 280 एनएम लंबे और 1.5 एनएम व्यास के होते हैं। प्रत्येक ट्रोपोकोलेगेन अणु तीन पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं से बना होता है जिसे अल्फा चेन के रूप में जाना जाता है, जो एक दूसरे के साथ एक ट्रिपल हेलिक्स की तरह जुड़ते हैं।

अल्फा श्रृंखलाओं में से प्रत्येक में लगभग 1000 अमीनो एसिड अवशेष हैं, जहां ग्लाइसिन, प्रोलाइन, हाइड्रॉक्सीप्रोलाइन और हाइड्रॉक्सीलिसिन बहुत प्रचुर मात्रा में हैं (जो केराटिन जैसे अन्य संरचनात्मक प्रोटीनों के लिए भी सही है)।

माना कोलेजन फाइबर के प्रकार के आधार पर, वे विभिन्न स्थानों में पाए जाते हैं और विभिन्न गुण और कार्य होते हैं। कुछ हड्डी और डेंटिन के लिए विशिष्ट हैं, जबकि अन्य उपास्थि और इसी तरह का हिस्सा हैं।

-Keratin

केराटिनोसाइट्स का सबसे महत्वपूर्ण संरचनात्मक प्रोटीन केराटिन है, जो एपिडर्मिस में सबसे प्रचुर सेल प्रकारों में से एक है। यह एक अघुलनशील रेशेदार प्रोटीन है जो कई जानवरों की कोशिकाओं और पूर्णांक में भी पाया जाता है।

कोलेजन के बाद, केराटिन स्तनधारी शरीर में दूसरा सबसे प्रचुर मात्रा में प्रोटीन है। त्वचा की सबसे बाहरी परत का एक महत्वपूर्ण हिस्सा होने के अलावा, यह बाल और ऊन, नाखून, पंजे और खुर, पंख और सींग का मुख्य संरचनात्मक प्रोटीन है।

प्रकृति में विभिन्न प्रकार के केराटिन (विभिन्न प्रकार के कोलेजन के अनुरूप) होते हैं, जिनके अलग-अलग कार्य होते हैं। अल्फा और बीटा कैरेटिन सबसे अच्छे रूप में जाने जाते हैं। पूर्व में स्तनधारियों के नाखून, सींग, क्विल और एपिडर्मिस बनते हैं, जबकि बाद वाले सरीसृप और पक्षियों के चोंच, तराजू और पंखों में प्रचुर मात्रा में होते हैं।

-Elastin

एलास्टिन, पशु मूल का एक और प्रोटीन, बाह्य मैट्रिक्स का एक महत्वपूर्ण घटक है और कशेरुक जानवरों में कई ऊतकों की लोच और लचीलापन में महत्वपूर्ण भूमिका है।

इन ऊतकों में धमनियां, फेफड़े, स्नायुबंधन और tendons, त्वचा और लोचदार उपास्थि शामिल हैं।

इलास्टिन में 80% से अधिक लोचदार फाइबर होते हैं जो बाह्य मैट्रिक्स में मौजूद होते हैं और विभिन्न मैक्रोमोलेक्यूल्स से बने माइक्रोफिब्रिल से घिरे होते हैं। इन तंतुओं से बने मेट्रिसेस की संरचना विभिन्न ऊतकों के बीच भिन्न होती है।

धमनियों में, ये लोचदार फाइबर अपने आप को धमनियों के लुमेन के चारों ओर गाढ़ा छल्ले में व्यवस्थित करते हैं; फेफड़ों में, इलास्टिन तंतु पूरे अंग में एक पतली नेटवर्क बनाते हैं, जो एल्वियोली के उद्घाटन जैसे क्षेत्रों में केंद्रित होते हैं।

Tendons में, इलास्टिन फाइबर ऊतक संगठन के समानांतर उन्मुख होते हैं और लोचदार उपास्थि में, वे एक मधुकोश के समान तीन आयामी विन्यास में व्यवस्थित होते हैं।

-Extensines

प्लांट सेल की दीवारें मुख्य रूप से सेलूलोज़ से बनी होती हैं, हालांकि, इस संरचना से जुड़े कुछ प्रोटीनों की कार्यात्मक और संरचनात्मक प्रासंगिकता भी होती है।

एक्सटेंसिन सबसे अच्छी ज्ञात दीवार प्रोटीनों में से एक है और बार-बार पेंटेपेटिड सीर- (हाइप) 4 की विशेषता है। वे लाइसिन जैसे बुनियादी अवशेषों में समृद्ध हैं, जो सेल की दीवार में अन्य घटकों के साथ उनकी बातचीत में योगदान देता है।

इसका कार्य दीवारों के कड़ेपन या मजबूती के साथ करना है। जानवरों में अन्य संरचनात्मक प्रोटीन के साथ, पौधों में विभिन्न प्रकार के एक्सटेंसिन होते हैं, जो विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं द्वारा व्यक्त किए जाते हैं (सभी कोशिकाएं एक्सटेंसिन का उत्पादन नहीं करती हैं)।

उदाहरण के लिए, सोयाबीन में, स्केलेन्काइमा कोशिकाओं द्वारा एक्सटेंसिन का उत्पादन किया जाता है, जबकि तम्बाकू पौधों में यह दिखाया गया है कि पार्श्व जड़ों में कोशिकाओं की दो परतें होती हैं जो इन प्रोटीनों को व्यक्त करती हैं।

-चादर

सेलुलर ऑर्गेनेल के पास अपने स्वयं के संरचनात्मक प्रोटीन भी होते हैं, जो उनके आकार, गतिशीलता और उनके लिए निहित कई अन्य शारीरिक और चयापचय प्रक्रियाओं को बनाए रखने के लिए जिम्मेदार होते हैं।

परमाणु झिल्ली का आंतरिक क्षेत्र परमाणु लामिना के रूप में जाना जाता संरचना से जुड़ा हुआ है, और दोनों में एक बहुत ही विशेष प्रोटीन संरचना है। परमाणु लामिना बनाने वाले प्रोटीनों में लामिना नामक प्रोटीन होता है।

लैमिनाई प्रकार वी के मध्यवर्ती फिलामेंट्स के समूह से संबंधित हैं और कई प्रकार हैं, सबसे अच्छी तरह से ज्ञात ए और बी हैं ये प्रोटीन एक दूसरे के साथ या नाभिक के अन्य आंतरिक तत्वों जैसे मैट्रिक्स प्रोटीन, के साथ बातचीत कर सकते हैं, क्रोमैटिन और आंतरिक परमाणु झिल्ली।

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