Nukleoproteins struktur, funktioner og eksempler

1866
Simon Doyle

EN nukleoprotein Det er enhver type protein, der er strukturelt forbundet med en nukleinsyre - enten RNA (ribonukleinsyre) eller DNA (deoxyribonukleinsyre). De mest fremtrædende eksempler er ribosomer, nukleosomer og nukleokapsider i vira..

Imidlertid kan ethvert protein, der binder til DNA, ikke betragtes som et nukleoprotein. Disse er kendetegnet ved at danne stabile komplekser og ikke en simpel forbigående tilknytning - som proteinerne, der medierer DNA-syntese og nedbrydning, som interagerer kortvarigt og kortvarigt..

Histoner er en type fremtrædende nukleoprotein. Kilde: Asasia [Public domain], fra Wikimedia Commons

Nukleoproteins funktioner varierer meget og afhænger af gruppen, der skal undersøges. For eksempel er histoners hovedfunktion komprimering af DNA i nukleosomer, mens ribosomer deltager i syntesen af ​​proteiner..

Artikelindeks

  • 1 Struktur
  • 2 Interaktionens art
  • 3 Klassifikation og funktioner
    • 3.1 Deoxyribonukleoproteiner
    • 3.2 Ribonukleoproteiner
  • 4 eksempler
    • 4.1 Histoner
    • 4.2 Protaminer
    • 4.3 Ribosomer
  • 5 Referencer

Struktur

Generelt består nukleoproteiner af en høj procentdel af basiske aminosyrerester (lysin, arginin og histidin). Hvert nukleoprotein har sin egen særlige struktur, men alle konvergerer for at indeholde aminosyrer af denne type.

Ved fysiologisk pH er disse aminosyrer positivt ladede, hvilket tilskynder til interaktioner med molekylerne af genetisk materiale. Dernæst vil vi se, hvordan disse interaktioner opstår.

Interaktionens art

Nukleinsyrer består af en rygrad af sukker og fosfater, som giver dem en negativ ladning. Denne faktor er nøglen til at forstå, hvordan nukleoproteiner interagerer med nukleinsyrer. Bindingen, der findes mellem proteiner og genetisk materiale, stabiliseres af ikke-kovalente bindinger.

Efter de grundlæggende principper for elektrostatik (Coulombs lov) finder vi ligeledes, at ladninger af forskellige tegn (+ og -) tiltrækker.

Tiltrækningen mellem de positive og negative ladninger af proteinerne og det genetiske materiale giver anledning til ikke-specifikke interaktioner. I modsætning hertil forekommer specifikke kryds i specifikke sekvenser, såsom ribosomalt RNA..

Der er forskellige faktorer, der er i stand til at ændre interaktionerne mellem proteinet og det genetiske materiale. Blandt de vigtigste er koncentrationerne af salte, der øger ionstyrken i opløsningen; ionogene overfladeaktive stoffer og andre kemiske forbindelser af polær art, såsom blandt andet phenol, formamid.

Klassifikation og funktioner

Nukleoproteiner klassificeres efter den nukleinsyre, som de er bundet til. Således kan vi skelne mellem to veldefinerede grupper: deoxyribonukleoproteiner og ribonukleoproteiner. Logisk set er det førstnævnte mål-DNA og det sidstnævnte RNA.

Deoxyribonukleoproteiner

Den mest fremtrædende funktion af deoxyribonukleoproteiner er komprimering af DNA. Cellen står over for en udfordring, der synes næsten umulig at overvinde: korrekt vikling af næsten to meter DNA i en mikroskopisk kerne. Dette fænomen kan opnås takket være eksistensen af ​​nukleoproteiner, der organiserer strengen.

Denne gruppe er også associeret med regulatoriske funktioner i replikationsprocesserne, DNA-transkription, homolog rekombination, blandt andre..

Ribonukleoproteiner

Ribonukleoproteiner udfører på sin side væsentlige funktioner, der spænder fra DNA-replikation til regulering af genekspression og regulering af den centrale metabolisme af RNA..

De er også relateret til beskyttende funktioner, da messenger-RNA aldrig er frit i cellen, fordi det er tilbøjeligt til nedbrydning. For at undgå dette forbinder en række ribonukleoproteiner med dette molekyle i beskyttende komplekser..

Det samme system findes i vira, der beskytter deres RNA-molekyler mod virkningen af ​​enzymer, der kan nedbryde det.

Eksempler

Histoner

Histoner svarer til proteinkomponenten i kromatin. De er de mest fremtrædende inden for denne kategori, selvom vi også finder andre proteiner bundet til DNA, der ikke er histoner, og er inkluderet i en stor gruppe kaldet ikke-histoniske proteiner.

Strukturelt er de de mest basiske proteiner i kromatin. Og set fra overflod er de proportionale med mængden af ​​DNA.

Vi har fem slags histoner. Dens klassificering var historisk baseret på indholdet af basiske aminosyrer. Histonklasser er praktisk talt uforanderlige blandt eukaryote grupper.

Denne evolutionære bevarelse tilskrives den enorme rolle, som histoner spiller i organiske væsener.

Hvis sekvensen, der koder for en hvilken som helst histon, ændres, vil organismen have alvorlige konsekvenser, da dens DNA-emballage vil være defekt. Naturlig selektion er således ansvarlig for at eliminere disse ikke-funktionelle varianter.

Blandt de forskellige grupper er de mest konserverede histoner H3 og H4. Faktisk er sekvenserne identiske i organismer så langt fra hinanden - fylogenetisk set - som en ko og en ært..

DNA spoler sig ind i det, der er kendt som histonoktameren, og denne struktur er nukleosomet - det første niveau af komprimering af genetisk materiale..

Protaminer

Protaminer er små nukleare proteiner (i pattedyr er de sammensat af et polypeptid på næsten 50 aminosyrer), der er kendetegnet ved at have et højt indhold af aminosyreresten arginin. Protamines hovedrolle er at erstatte histoner i den haploide fase af spermatogenesen.

Disse typer af basiske proteiner er blevet foreslået at være afgørende for emballering og stabilisering af DNA i den mandlige gamet. De adskiller sig fra histoner, da de tillader tættere pakning.

Hos hvirveldyr er der fundet fra 1 til 15 kodende sekvenser for proteiner, alle grupperet på det samme kromosom. Sekvenssammenligning antyder, at de har udviklet sig fra histoner. De mest undersøgte hos pattedyr kaldes P1 og P2.

Ribosomer

Det mest iøjnefaldende eksempel på proteiner, der binder til RNA, er i ribosomer. De er strukturer, der findes i næsten alle levende ting - fra små bakterier til store pattedyr.

Ribosomer har hovedfunktionen ved at oversætte RNA-meddelelsen til en aminosyresekvens.

De er et meget komplekst molekylært maskineri, der består af et eller flere ribosomale RNA'er og et sæt proteiner. Vi kan finde dem fri i cellecytoplasmaet eller forankret i det grove endoplasmatiske retikulum (faktisk er det "ru" aspekt af dette rum på grund af ribosomer).

Der er forskelle i størrelse og struktur af ribosomer mellem eukaryote og prokaryote organismer..

Referencer

  1. Baker, T. A., Watson, J. D., Bell, S. P., Gann, A., Losick, M. A., & Levine, R. (2003). Molekylærbiologi af genet. Benjamin-Cummings Publishing Company.
  2. Balhorn, R. (2007). Protaminfamilien af ​​sædkerneproteiner. Genbiologi8(9), 227.
  3. Darnell, J. E., Lodish, H. F., & Baltimore, D. (1990). Molekylær cellebiologi. Videnskabelige amerikanske bøger.
  4. Jiménez García, L. F. (2003). Cellulær og molekylærbiologi. Pearson Education of Mexico.
  5. Lewin, B (2004). Gener VIII. Pearson Prentice Hall.
  6. Teijón, J. M. (2006). Grundlæggende strukturel biokemi. Redaktionel Tébar.

Endnu ingen kommentarer