Denaturacija je proces odstopanja molekularne strukture od prvotnega stanja, ko je izpostavljena denaturirnemu sredstvu. Nekateri primeri biomolekul, ki so podvrženi denaturaciji, so beljakovine in nukleinske kisline.Denaturacija beljakovin je sprememba oblike beljakovine zaradi neke oblike zunanjega pritiska, tako da ne more več opravljati svoje celične funkcije. Vzrok za denaturacijo beljakovin je lahko proces segrevanja, dodajanje kisline ali alkalije. Vrste denaturacije lahko razdelimo glede na vzrok, in sicer biološko inducirano ali nebiološko povzročeno denaturacijo.
Postopek denaturacije beljakovin
Beljakovine, ki so podvržene procesu denaturacije, lahko kažejo različne lastnosti, ena od njih je deformirana oblika, ker so vodikove vezi v njej pretrgane. Ko je beljakovina izpostavljena zunanjemu stresu, kot je segrevanje ali izpostavljenost kislini (kot je citronska kislina), se šibke vodikove vezi pretrgajo. To stanje povzroči spremembe v beljakovinah. Beljakovine, ki so deformirane z denaturacijo, imajo bolj ohlapno strukturo, so bolj naključne in so večinoma netopne. Denaturacija beljakovin lahko tudi spremeni obliko ali razgradi dele beljakovinske strukture, ki so bili prej skriti, postanejo odprti in tvorijo vezi z drugimi beljakovinskimi molekulami. To stanje povzroči, da se beljakovina koagulira ali strdi in postane netopen v vodi. Spremembe v strukturi beljakovin zaradi procesa denaturacije povzročajo tudi izgubo prirojene biološke aktivnosti in funkcije beljakovin.Celična smrt in nevarnost mutacij v procesu denaturacije
Denaturacija beljakovin lahko povzroči motnje v celični aktivnosti. Če celica ne uspe popraviti motnje, lahko pride do prezgodnje smrti v celici. Vendar pa lahko protein, ki je bil poškodovan, ponovno pridobi svoje naravno aktivno stanje, če se denaturacijsko sredstvo odstrani (renaturira). Nekateri proteini, ki so lahko podvrženi temu procesu po denaturaciji beljakovin, so serumski albumin iz krvi, hemoglobin in encimi ribonukleaze. Vendar pa obstajajo pogoji, ko procesa denaturacije ni mogoče vrniti v prvotno stanje. Denaturacija beljakovin lahko poveča tudi tveganje za številne bolezni, vključno z Alzheimerjevo boleznijo, slepoto in številnimi drugimi nevrodegenerativnimi boleznimi.Funkcija denaturiranja beljakovin
Tukaj je nekaj funkcij denaturacije beljakovin, ki so koristne za človeško telo.- Denaturacijo telo uporablja za uničenje patogenov. To se naredi z uravnavanjem pH in biokemične sekrecije.
- Denaturacija beljakovin je tudi pomemben proces med prebavo hrane. Beljakovine v hrani se denaturirajo z delovanjem sproščenih prebavnih encimov.
- Na celični ravni je denaturacija pomemben del procesa DNK. Denaturacija lahko odpre DNK in omogoči replikacijo ali transkripcijo. Brez denaturacije verig DNK ni mogoče kopirati pri izdelavi transkriptov mRNA za prevajanje beljakovin.
- Na področju raziskav je denaturacija postopek, ki se uporablja v verižnih reakcijah s polimerazo, za proizvodnjo več kopij DNK hkrati. in vitro hitro.
- Na področju medicine se mehanizmi denaturacije uporabljajo za ubijanje različnih patogenov.