Keratīns — cietas olbaltumvielas: matiem, nagiem, ragiem un spalvām

Keratīns: uzzini, kā šīs cietās olbaltumvielas veido matus, nagus, ragus un spalvas, to īpašības un nozīmi dzīvnieku struktūrās.

Keratīni ir šķiedrainu olbaltumvielu grupa. Keratīns veido dzīvnieku matus, kā arī ragus, nagus, nagus, nagus, nagus, nažus, čaulas, knābjus un spalvas. Nosaukums cēlies no grieķu vārda keras, kas nozīmē "rags".

Keratīni ir cieti un nešķīstoši. Tie veido rāpuļu, putnu, abinieku un zīdītāju cietās, bet neminerālās struktūras. Līdzīga bioloģiskā stingrība piemīt arī hitīnam.

Uzbūve un galvenās īpašības

Keratīns ir strukturāla olbaltumviela, kuras molekulas veido garas polipeptīdu ķēdes. Tās raksturo:

• Daudz sēra saturoša aminoskābe cisteīns, kas ļauj veidoties disulfīdsaites (—S—S—). Tie savieno ķēdes viena ar otru un nodrošina stingrību un izturību.
• Fibrilāra struktūra — keratīna polipeptīdi organizējas starpmolekulāros sižetos (starpposmu filamentos), kas veido šķiedras un plēves.
• Ir divi lielie keratīnu veidi: alfa-keratīni (bieži sastopami zīdītāju matos un nagos) un beta-keratīni (izplatīti putnu spalvās un rāpuļu zvīņās), kas atšķiras sekundārajā struktūrā.

Kur keratīns sastopams un kādas funkcijas pilda

Keratīns ir galvenā materiālu sastāvdaļa daudzās ārējās un aizsargfunkcijas pildošās struktūrās:

• matu šķiedras un matu pārklājums;
• nagi, žokļu un ragi (hooves, horns) — nodrošina mehānisku izturību;
• putnu spalvas, knābji un rāpuļu zvīņas — aizsardzība pret mitrumu un mehānisku nodilumu;
• čaulveida struktūras, piemēram, dažādu dzīvnieku ārējie aizsargi.

Ražošana organismā un bioloģiskā loma

Keratīni tiek sintezēti epidermas šūnās, ko sauc par keratinocītiem. Šūnām nobriestot, tās piepildās ar keratīnu un pāriet par cietām, keratinizētām struktūrām — process, ko sauc par keratinizāciju vai keratinācijas (cornification). Šis process ir būtisks ādai, nagiem un matiem, jo nodrošina barjeru pret mikrobiem, mehāniskiem bojājumiem un ūdens zudumu.

Medicīniskā nozīme un traucējumi

Mutācijas keratīnu ģenēs var izraisīt dažādus ādas un saistaudu traucējumus. Piemēram:

• ādas trauslums un blisterēšanās (dažas formas epidermolīzes);
• nedabīgas naglu vai matu struktūras, trichodģenēzes traucējumi;
• psiholoģiski un funkcionāli sarežģīti stāvokļi saistībā ar hipo- vai hiperkeratozi.

Dermatoloģijā un ģenētikā keratīnu ģeņu pētījumi palīdz saprast šos stāvokļus un attīstīt ārstniecības pieejas.

Rūpnieciskie un tehnoloģiskie pielietojumi

Keratīnu iegūst no vilnas, spalvām, nagiem un citiem avotiem. Tas tiek izmantots:

• kosmētikā un matu kopšanas līdzekļos (keratīna kondicionieri, atjaunojoši preparāti);
• biomateriālos un medicīniskās inženierijas lietojumos (atjaunojošie pārklājumi, šūnu kultūru matricu materiāli);
• kā dzīvnieku barības vai tehnisku materiālu izejviela pēc attīrīšanas un pārstrādes.

Īsumā

Keratīns ir izturīga, nešķīstoša struktūra, kas veido daudzveidīgas aizsargfunkcionālas daļas dzīvnieku ķermenī. Tā īpašības — augsts cisteīna saturs un disulfīdsaišu veidošanās — nodrošina mehānisku stiprumu un izturību pret vidi. Zināšanas par keratīniem ir svarīgas gan bioloģijā un medicīnā, gan rūpnieciskajā pārstrādē un materiālu inženierijā.

Meklēt pēc burta