Nukleoproteins struktur, funksjoner og eksempler

3488
Abraham McLaughlin

EN nukleoprotein Det er hvilken som helst type protein som er strukturelt assosiert med en nukleinsyre - enten RNA (ribonukleinsyre) eller DNA (deoksyribonukleinsyre). De mest fremtredende eksemplene er ribosomer, nukleosomer og nukleokapsider i virus..

Imidlertid kan ikke noe protein som binder seg til DNA betraktes som et nukleoprotein. Disse er preget av å danne stabile komplekser, og ikke en enkel forbigående tilknytning - som proteiner som formidler DNA-syntese og nedbrytning, som interagerer kort og kort..

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

Funksjonene til nukleoproteiner varierer mye, og avhenger av gruppen som skal studeres. For eksempel er histoners hovedfunksjon komprimering av DNA til nukleosomer, mens ribosomer deltar i syntesen av proteiner..

Artikkelindeks

  • 1 Struktur
  • 2 Interaksjonens art
  • 3 Klassifisering og funksjoner
    • 3.1 Deoksyribonukleoproteiner
    • 3.2 Ribonukleoproteiner
  • 4 Eksempler
    • 4.1 Histoner
    • 4.2 Protaminer
    • 4.3 Ribosomer
  • 5 Referanser

Struktur

Generelt består nukleoproteiner av en høy andel basiske aminosyrerester (lysin, arginin og histidin). Hvert nukleoprotein har sin egen spesielle struktur, men alle konvergerer for å inneholde aminosyrer av denne typen.

Ved fysiologisk pH er disse aminosyrene positivt ladede, noe som oppmuntrer til interaksjoner med molekylene i genetisk materiale. Neste vil vi se hvordan disse interaksjonene oppstår.

Interaksjonens art

Nukleinsyrer består av en ryggrad av sukker og fosfater, som gir dem en negativ ladning. Denne faktoren er nøkkelen til å forstå hvordan nukleoproteiner samhandler med nukleinsyrer. Bindingen som eksisterer mellom proteiner og genetisk materiale stabiliseres av ikke-kovalente bindinger.

På samme måte følger de grunnleggende prinsippene for elektrostatikk (Coulombs lov) at ladninger av forskjellige tegn (+ og -) tiltrekker seg.

Tiltrekningen mellom de positive og negative ladningene til proteinene og det genetiske materialet gir opphav til uspesifikke interaksjoner. I motsetning til dette oppstår spesifikke kryss i spesifikke sekvenser, slik som ribosomalt RNA..

Det er forskjellige faktorer som er i stand til å endre interaksjonene mellom proteinet og genetisk materiale. Blant de viktigste er konsentrasjonene av salter, som øker ionestyrken i løsningen; ionogene overflateaktive stoffer og andre kjemiske forbindelser av polær natur, slik som fenol, formamid, blant andre.

Klassifisering og funksjoner

Nukleoproteiner er klassifisert i henhold til nukleinsyren som de er festet til. Dermed kan vi skille mellom to veldefinerte grupper: deoksyribonukleoproteiner og ribonukleoproteiner. Logisk sett er førstnevnte mål-DNA og sistnevnte RNA.

Deoksyribonukleoproteiner

Den mest fremtredende funksjonen til deoksyribonukleoproteiner er komprimering av DNA. Cellen står overfor en utfordring som virker nesten umulig å overvinne: riktig vikling av nesten to meter DNA i en mikroskopisk kjerne. Dette fenomenet kan oppnås takket være eksistensen av nukleoproteiner som organiserer strengen.

Denne gruppen er også assosiert med regulatoriske funksjoner i replikasjonsprosesser, DNA-transkripsjon, homolog rekombinasjon, blant andre..

Ribonukleoproteiner

Ribonukleoproteiner utfører på sin side viktige funksjoner, som spenner fra DNA-replikasjon til regulering av genekspresjon og regulering av den sentrale metabolismen av RNA..

De er også relatert til beskyttende funksjoner, siden messenger RNA aldri er gratis i cellen, fordi det er utsatt for nedbrytning. For å unngå dette, forbinder en serie ribonukleoproteiner med dette molekylet i beskyttende komplekser..

Det samme systemet finnes i virus som beskytter RNA-molekylene mot virkningen av enzymer som kan nedbryte det.

Eksempler

Histoner

Histoner tilsvarer proteinkomponenten i kromatin. De er de mest fremtredende innen denne kategorien, selv om vi også finner andre proteiner bundet til DNA som ikke er histoner, og er inkludert i en stor gruppe kalt ikke-histoniske proteiner.

Strukturelt er de de mest grunnleggende proteinene i kromatin. Og fra overflodens synspunkt er de proporsjonale med mengden DNA.

Vi har fem typer histoner. Klassifiseringen var historisk basert på innholdet av basiske aminosyrer. Histoneklasser er praktisk talt uforanderlige blant eukaryote grupper.

Denne evolusjonære bevaringen tilskrives den enorme rollen som histoner spiller i organiske vesener.

Hvis sekvensen som koder for histon endres, vil organismen få alvorlige konsekvenser, siden DNA-emballasjen vil være defekt. Dermed er naturlig utvalg ansvarlig for å eliminere disse ikke-funksjonelle variantene.

Blant de forskjellige gruppene er de mest konserverte histonene H3 og H4. Faktisk er sekvensene identiske i organismer så langt fra hverandre - fylogenetisk sett - som en ku og en ert..

DNA spoler seg inn i det som er kjent som histonoktameren, og denne strukturen er nukleosomet - det første nivået av komprimering av genetisk materiale..

Protaminer

Protaminer er små kjerneproteiner (i pattedyr er de sammensatt av et polypeptid på nesten 50 aminosyrer), karakterisert ved å ha et høyt innhold av aminosyreresten arginin. Hovedrollen til protaminer er å erstatte histoner i spermatogenesens haploide fase.

Disse typer grunnleggende proteiner er blitt foreslått å være avgjørende for pakking og stabilisering av DNA i den mannlige gameten. De skiller seg fra histoner ved at de tillater tettere pakking.

Hos virveldyr er det funnet fra 1 til 15 kodende sekvenser for proteiner, alle gruppert på samme kromosom. Sekvenssammenligning antyder at de har utviklet seg fra histoner. De mest studerte hos pattedyr kalles P1 og P2.

Ribosomer

Det mest iøynefallende eksemplet på proteiner som binder seg til RNA er i ribosomer. De er strukturer som er tilstede i nesten alle levende ting - fra små bakterier til store pattedyr.

Ribosomer har hovedfunksjonen ved å oversette RNA-meldingen til en aminosyresekvens.

De er et svært komplekst molekylært maskineri, som består av ett eller flere ribosomale RNA og et sett med proteiner. Vi kan finne dem gratis i cellecytoplasmaet, eller forankret i det grove endoplasmatiske retikulumet (faktisk er det "grove" aspektet av dette rommet på grunn av ribosomer).

Det er forskjeller i størrelse og struktur på ribosomer mellom eukaryote og prokaryote organismer..

Referanser

  1. Baker, T. A., Watson, J. D., Bell, S. P., Gann, A., Losick, M. A., & Levine, R. (2003). Molekylærbiologi av genet. Benjamin-Cummings Publishing Company.
  2. Balhorn, R. (2007). Protaminfamilien av sædkjerneproteiner. Genbiologi8(9), 227.
  3. Darnell, J. E., Lodish, H. F., og Baltimore, D. (1990). Molekylær cellebiologi. Scientific American Books.
  4. Jiménez García, L. F. (2003). Cellular and molecular biology. Pearson Education of Mexico.
  5. Lewin, B (2004). Gener VIII. Pearson Prentice Hall.
  6. Teijón, J. M. (2006). Fundamentals for strukturell biokjemi. Redaksjonell Tébar.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.