Білки як засобу захисту організму
У зовнішньому середовищі є безліч бактерій і вірусів, здатних пошкоджувати живі клітини і розмножуватися за їх рахунок, нерідко викликаючи, таким чином, важкі захворювання. Якби люди не мали природними засобами захисту від хвороботворних мікроорганізмів, то людство припинило б своє існування. Така сумна доля могла б осягнути і більшість тварин, а також рослин. На щастя, всі живі клітини і організми мають свої захисні системи. Однак ці системи не завжди справляються з бактеріями і вірусами, і тоді організм починає хворіти.
У людини і тварин одна з таких головних систем - це імунна система. У лімфоїдних тканинах (вилочкова залоза, лімфатичні залози, селезінка) виробляються лімфоцити - клітини, здатні синтезувати величезна різноманітність захисних білків - антитіл. Такі антитіла звуться імуноглобулінів. Імуноглобуліни складаються з чотирьох білкових ланцюгів. Вони мають ділянку, що довідався "прибульця", і ділянку, що забезпечує "розправу" з ним. Антитіла дізнаються чужорідні білки і інші біополімери (полісахариди, полінуклеотіди) і їх комплекси, у вільному вигляді розчинені в рідких середовищах організму або в складі бактерій і вірусів. Впізнавані антитілами чужорідні біополімери називають антигенами. Антигени викликають в лімфоцитах синтез антітел- імуноглобулінів певного типу, здатних дізнаватися антиген і взаємодіяти з ним. Оскільки антигенами є як самі бактерії або віруси (точніше, біополімери в їх складі), так і вироблені бактеріями токсини, то лімфоцити реагують на них синтезом захисних антитіл. Приєднуючись до цілих клітин хвороботворних бактерій, антитіла залучають особливі ферментні білки (групу таких білків називають комплементом), які руйнують оболонки бактерій, що веде до їх загибелі. Найдивовижніше те, що лімфоцити здатні відповісти синтезом відповідних антитіл на будь-який антиген, з яким клітина і організм ніколи до цього не зустрічалися. Природа такого дивного явища стала зрозуміла тільки тоді, коли були досліджені гени, відповідальні за синтез імуноглобулінів. Виявилося, що в ембріональному і періоді розвитку відбуваються множинні перетасовки генів, які забезпечують синтез величезного розмаїття антитіл, здатних дізнатися практично будь-який антиген. При цьому виникає безліч лімфоцитів, кожен з яких здатний синтезувати один різновид імуноглобулінів, котрі дізнаються один певний антиген (рис. 11). Щоб попередити інфекційні захворювання, людям і тваринам вводять ослаблені або вбиті бактерії або віруси (вакцини), які не викликають хвороби, але стимулюють синтез антитіл проти збудників захворювань. Якщо через деякий час хвороботворна неослабленим бактерія або вірус потрапляють в організм, вони зустрічають міцний захисний бар'єр з антитіл. Мільйони людських життів врятовані вакцинацією проти віспи, сказу, поліомієліту, жовтої лихоманки та інших хвороб. У клітинах людини і тварин синтезуються також спеціальні противірусні білки - інтерферони. Синтез таких білків починається після зустрічі клітини з вірусної нуклеїнової кислотою. Інтерферон через систему посередників активує в клітці фермент, який розщеплює вірусні нуклеїнові кислоти, і включає синтез ферменту, що блокує апарат синтезу вірусних білків. Рослини у відповідь на атаку хвороботворних мікроорганізмів (патогенів) також синтезують ряд захисних білків. Це ферменти, які каталізують синтез складних захисних з'єднань - флавоноїдів. терпенів. алкалоїдів. Це також ферменти, що руйнують зовнішні покриви патогенів, ферменти, які роблять більш міцними зовнішні покриви самих рослин. Такими різними способами білки служать засобами захисту живого світу від викликають захворювання мікроорганізмів.