Denaturaatio on prosessi, jossa molekyylirakenne poikkeaa alkuperäisestä tilastaan, kun se altistetaan denaturoivalle aineelle. Esimerkkejä denaturoituvista biomolekyyleistä ovat proteiinit ja nukleiinihapot.Proteiinidenaturaatio on proteiinin muodon muutos jonkinlaisen ulkoisen paineen vaikutuksesta siten, että se ei enää pysty hoitamaan solutehtäväänsä. Proteiinien denaturoitumisen syy voi olla kuumennusprosessi, hapon tai alkalin lisääminen. Denaturaatiotyypit voidaan jakaa syyn perusteella, nimittäin biologisesti aiheutettu tai ei-biologisesti aiheutettu denaturaatio.
Proteiinien denaturaatioprosessi
Denaturaatioprosessin läpikäyvillä proteiineilla voi olla erilaisia ominaisuuksia, joista yksi on epämuodostunut muoto, koska siinä olevat vetysidokset ovat katkenneet. Kun proteiini altistetaan ulkoiselle rasitukselle, kuten kuumennettaessa tai hapolle (kuten sitruunahapolle), heikot vetysidokset katkeavat. Tämä tila saa proteiinin muuttumaan. Denaturoimalla deformoituneilla proteiineilla on löysempi rakenne, ne ovat satunnaisempia ja suurelta osin liukenemattomia. Proteiinien denaturaatio voi myös muuttaa muotoa tai hajottaa proteiinirakenteen osia, jotka olivat aiemmin piilossa, avautua ja muodostaa sidoksia muihin proteiinimolekyyleihin. Tämä tila saa proteiinin hyytymään tai paakkuuntumaan ja muuttumaan veteen liukenemattomaksi. Denaturaatioprosessista johtuvat muutokset proteiinin rakenteessa aiheuttavat myös proteiinin luontaisen biologisen aktiivisuuden ja toiminnan menetyksen.Solukuolema ja mutaatioiden riski denaturaatioprosessissa
Proteiinien denaturaatio voi aiheuttaa häiriöitä solujen toiminnassa. Jos solu ei pysty korjaamaan häiriötä, solussa voi tapahtua ennenaikainen kuolema. Vaurioitunut proteiini voi kuitenkin saada takaisin luonnollisen aktiivisen tilansa, jos denaturoiva aine poistetaan (renaturoidaan). Jotkut proteiinit, jotka voivat käydä läpi tämän prosessin proteiinin denaturaation jälkeen, ovat verestä peräisin oleva seerumialbumiini, hemoglobiini ja ribonukleaasientsyymit. On kuitenkin olosuhteita, joissa denaturaatioprosessia ei voida palauttaa alkuperäiseen tilaan. Proteiinien denaturaatiolla on myös potentiaalia lisätä useiden sairauksien, kuten Alzheimerin taudin, sokeuden ja monien muiden hermostoa rappeuttavien sairauksien, riskiä.Proteiinia denaturoiva toiminto
Tässä on joitain proteiinien denaturoinnin toimintoja, jotka ovat hyödyllisiä ihmiskeholle.- Keho käyttää denaturaatiota patogeenien tappamiseen. Tämä tapahtuu säätelemällä pH:ta ja biokemiallista eritystä.
- Proteiinien denaturaatio on myös tärkeä prosessi ruoansulatuksen aikana. Ruoassa olevat proteiinit denaturoituvat vapautuneiden ruoansulatusentsyymien vaikutuksesta.
- Solutasolla denaturaatio on tärkeä osa DNA-prosessia. Denaturaatio voi avata DNA:n ja mahdollistaa replikaation tai transkription. Ilman denaturaatiota DNA-säikeitä ei voida kopioida tehtäessä mRNA-transkriptejä proteiinien translaatiota varten.
- Tutkimusalalla denaturaatio on prosessi, jota käytetään polymeraasiketjureaktioissa useiden DNA-kopioiden tuottamiseksi samanaikaisesti in vitro nopeasti.
- Lääketieteessä denaturaatiomekanismeja käytetään erilaisten patogeenien tappamiseen.