Biến tính là quá trình sai lệch cấu trúc phân tử so với trạng thái ban đầu khi tiếp xúc với tác nhân biến tính. Một số ví dụ về phân tử sinh học bị biến tính là protein và axit nucleic. Biến tính protein là sự thay đổi hình dạng của protein thông qua một số dạng áp suất bên ngoài để nó không còn thực hiện được chức năng tế bào của mình. Nguyên nhân của sự biến tính protein có thể là do quá trình đun nóng, thêm axit hoặc kiềm. Các loại biến tính có thể được phân chia dựa trên nguyên nhân, cụ thể là biến tính cảm ứng sinh học hoặc không sinh học.
Quá trình biến tính protein
Protein trải qua quá trình biến tính có thể cho thấy nhiều đặc điểm khác nhau, một trong số đó là có hình dạng biến dạng do các liên kết hydro trong nó bị phá vỡ. Khi một protein chịu áp lực bên ngoài, chẳng hạn như bị nung nóng hoặc tiếp xúc với axit (chẳng hạn như axit xitric), các liên kết hydro yếu bị phá vỡ. Tình trạng này làm cho protein bị thay đổi. Protein bị biến dạng do biến tính có cấu trúc lỏng hơn, ngẫu nhiên hơn và phần lớn là không hòa tan. Sự biến tính protein cũng có thể thay đổi hình dạng hoặc phá vỡ các phần của cấu trúc protein mà trước đó bị ẩn, trở nên mở và hình thành liên kết với các phân tử protein khác. Tình trạng này làm cho protein đông lại hoặc vón cục và không thể hòa tan trong nước. Sự thay đổi cấu trúc protein do quá trình biến tính cũng làm mất hoạt tính và chức năng sinh học bẩm sinh của protein.Tế bào chết và nguy cơ đột biến trong quá trình biến tính
Sự biến tính protein có thể gây rối loạn hoạt động của tế bào. Nếu tế bào không sửa chữa được rối loạn, tế bào có thể chết sớm. Tuy nhiên, một protein đã bị hư hỏng có thể lấy lại trạng thái hoạt động tự nhiên nếu chất biến tính bị loại bỏ (biến tính). Một số protein có thể trải qua quá trình này sau khi biến tính protein là albumin huyết thanh từ máu, hemoglobin và các enzym ribonuclease. Tuy nhiên, có những điều kiện mà quá trình biến tính không thể trở lại trạng thái ban đầu. Sự biến tính protein còn có khả năng làm tăng nguy cơ mắc một số bệnh, bao gồm bệnh Alzheimer, mù lòa và nhiều bệnh thoái hóa thần kinh khác.Chức năng biến tính protein
Dưới đây là một số chức năng của quá trình biến tính protein có ích cho cơ thể con người.- Biến tính được cơ thể sử dụng để tiêu diệt mầm bệnh. Điều này được thực hiện thông qua việc điều chỉnh độ pH và bài tiết sinh hóa.
- Biến tính protein cũng là một quá trình quan trọng trong quá trình tiêu hóa thức ăn. Protein trong thức ăn bị biến tính do hoạt động của các men tiêu hóa được giải phóng.
- Ở cấp độ tế bào, biến tính là một phần quan trọng của quá trình DNA. Sự biến tính có thể mở DNA và cho phép sao chép hoặc phiên mã xảy ra. Nếu không có biến tính, các sợi DNA không thể được sao chép trong quá trình tạo bản mã mRNA để dịch mã protein.
- Trong lĩnh vực nghiên cứu, biến tính là một quá trình được sử dụng trong các phản ứng chuỗi polymerase, để tạo ra nhiều bản sao của DNA đồng thời trong ống nghiệm Mau.
- Trong lĩnh vực y tế, cơ chế biến tính được áp dụng để tiêu diệt các mầm bệnh khác nhau.