Štruktúra, funkcie a príklady nukleoproteínov



nukleoproteín je akýkoľvek typ proteínu, ktorý je štruktúrne spojený s nukleovou kyselinou - buď RNA (kyselina ribonukleová) alebo DNA (kyselina deoxyribonukleová). Najvýznamnejšími príkladmi sú ribozómy, nukleozómy a nukleokapsidy vo vírusoch.

Akýkoľvek proteín, ktorý sa viaže na DNA ako nukleoproteín, však nie je možné uvažovať. Sú charakterizované tvorbou stabilných komplexov a nie jednoduchou prechodnou asociáciou - podobne ako proteíny, ktoré sprostredkovávajú syntézu a degradáciu DNA, ktoré na chvíľu interagujú a krátko pôsobia..

Funkcie nukleoproteínov sa veľmi líšia a závisia od študovanej skupiny. Napríklad hlavnou funkciou histónov je zhutňovanie DNA do nukleozómov, zatiaľ čo ribozómy sa podieľajú na syntéze proteínov..

index

  • 1 Štruktúra
  • 2 Charakter interakcie
  • 3 Klasifikácia a funkcie
    • 3.1 Deoxyribonukleoproteíny
    • 3.2 Ribonukleoproteíny
  • 4 Príklady
    • 4.1 Históny
    • 4.2 Protamíny
    • 4.3 Ribozómy
  • 5 Referencie

štruktúra

Všeobecne sú nukleoproteíny tvorené vysokým percentom bázických aminokyselinových zvyškov (lyzín, arginín a histidín). Každý nukleoproteín má svoju špecifickú štruktúru, ale všetky sa zbiehajú, že obsahujú aminokyseliny tohto typu.

Pri fyziologickom pH sú tieto aminokyseliny pozitívne nabité, čo podporuje interakcie s molekulami genetického materiálu. Ďalej uvidíme, ako sa tieto interakcie vyskytujú.

Povaha interakcie

Nukleové kyseliny sú tvorené skeletom cukrov a fosfátov, ktoré mu dávajú záporný náboj. Tento faktor je kľúčom k pochopeniu interakcie nukleoproteínov s nukleovými kyselinami. Spojenie, ktoré existuje medzi proteínmi a genetickým materiálom, je stabilizované nekovalentnými väzbami.

Podľa základných princípov elektrostatiky (Coulombov zákon) tiež zistíme, že obvinenia z rôznych znakov (+ a -) sú priťahované.

Príťažlivosť medzi pozitívnymi nábojmi proteínov a negatívnymi nábojmi genetického materiálu vedie k interakciám nešpecifického typu. Naopak, špecifické spojenia sa vyskytujú v určitých sekvenciách, ako je napríklad ribozomálna RNA.

Existujú rôzne faktory, ktoré sú schopné meniť interakcie medzi proteínom a genetickým materiálom. Medzi najdôležitejšie patria koncentrácie solí, ktoré zvyšujú iónovú silu v roztoku; ionogénne povrchovo aktívne látky a iné chemické zlúčeniny polárnej povahy, ako je napríklad fenol, formamid.

Klasifikácia a funkcie

Nukleoproteíny sú klasifikované podľa nukleovej kyseliny, na ktorú sú naviazané. Môžeme teda rozlíšiť dve dobre definované skupiny: deoxyribonukleoproteíny a ribonukleoproteíny. Logicky prvé sú cieľové DNA a druhá RNA..

Desoxirribonucleoproteínas

Najvýznamnejšou funkciou deoxyribonukleoproteínov je zhutňovanie DNA. Bunka čelí výzve, ktorá sa zdá takmer nemožná prekonať: správne navinutie takmer dvoch metrov DNA v mikroskopickom jadre. Tento jav možno dosiahnuť vďaka existencii nukleoproteínov, ktoré organizujú reťazec.

Táto skupina je okrem iného spojená s regulačnými funkciami v procesoch replikácie, transkripcie DNA, homológnej rekombinácie..

ribonucleoprotein

Na druhej strane ribonukleoproteíny plnia základné funkcie, od replikácie DNA až po reguláciu génovej expresie a regulácie centrálneho metabolizmu RNA.

Sú tiež spojené s ochrannými funkciami, pretože messenger RNA nie je v bunke nikdy voľná, pretože je náchylná na degradáciu. Aby sa tomu zabránilo, je s touto molekulou v ochranných komplexoch spojená séria ribonukleoproteínov.

Rovnaký systém sa nachádza vo vírusoch, ktoré chránia svoje molekuly RNA pred pôsobením enzýmov, ktoré by ho mohli degradovať..

Príklady

históny

Históny zodpovedajú proteínovej zložke chromatínu. Sú najvýznamnejšie v rámci tejto kategórie, aj keď nájdeme aj iné proteíny spojené s DNA, ktoré nie sú históny, a sú zahrnuté v širokej skupine nazývanej non-histónové proteíny.

Štruktúrne sú najzákladnejšie chromatínové proteíny. A z hľadiska hojnosti sú úmerné množstvu DNA.

Máme päť druhov histónov. Jej klasifikácia bola historicky založená na obsahu základných aminokyselín. Triedy histónov sú prakticky nemenné medzi skupinami eukaryotov.

Táto evolučná ochrana sa pripisuje obrovskej úlohe, ktorú zohrávajú históny v organických bytostiach.

V prípade, že sekvencia kódujúca niektoré zmeny histónu, bude mať organizmus vážne následky, pretože jeho obal DNA bude chybný. Prírodný výber je teda zodpovedný za elimináciu týchto nefunkčných variantov.

Medzi rôznymi skupinami sú najzachovalejšími histónmi H3 a H4. V skutočnosti sú sekvencie identické v organizmoch tak ďaleko - fylogeneticky povedané - ako krava a hrášok.

DNA je navinutá v tom, čo je známe ako histónový oktamér, a táto štruktúra je nukleozóm: prvá úroveň zhutnenia genetického materiálu.

odvracajú

Protamíny sú malé jadrové proteíny (cicavce sa skladajú z polypeptidu s takmer 50 aminokyselinami), ktorý sa vyznačuje vysokým obsahom aminokyselinového zvyšku arginínu. Hlavnou úlohou protamínov je nahradiť históny v haploidnej fáze spermatogenézy.

Bolo navrhnuté, že tento typ bázických proteínov je rozhodujúci pre balenie a stabilizáciu DNA v mužskom gamete. Líšia sa od histónov, pretože umožňujú hustejšie balenie.

U stavovcov sa našlo 1 až 15 kódujúcich sekvencií pre proteíny, všetky zoskupené v rovnakom chromozóme. Porovnanie sekvencií naznačuje, že sa vyvinuli z histónov. Najviac študované u cicavcov sa nazývajú P1 a P2.

ribozómy

Najvýraznejším príkladom proteínov, ktoré sa viažu na RNA, sú ribozómy. Sú to štruktúry prítomné prakticky vo všetkých živých bytostiach - od malých baktérií až po veľké cicavce.

Hlavnou funkciou ribozómov je translácia RNA správy do aminokyselinovej sekvencie.

Sú to vysoko komplexné molekulárne mechanizmy, tvorené jednou alebo viacerými ribozomálnymi RNA a súborom proteínov. Môžeme ich nájsť v bunkovej cytoplazme, alebo ukotvené v hrubom endoplazmatickom retikule (v skutočnosti "hrubý" aspekt tohto kompartmentu je spôsobený ribozómami).

Medzi eukaryotickými a prokaryotickými organizmami existujú rozdiely vo veľkosti a štruktúre ribozómov.

referencie

  1. Baker, T. A., Watson, J.D., Bell, S.P., Gann, A., Losick, M.A., & Levine, R. (2003). Molekulárna biológia génu. Vydavateľstvo Benjamin-Cummings.
  2. Balhorn, R. (2007). Protamínová rodina jadrových proteínov spermií. Genómová biológia, 8(9), 227.
  3. Darnell, J.E., Lodish, H.F., & Baltimore, D. (1990). Molekulárna bunková biológia. Vedecké americké knihy.
  4. Jiménez García, L. F. (2003). Bunková a molekulárna biológia. Pearson Education v Mexiku.
  5. Lewin, B (2004). Gény VIII. Pearson Prentice Hall.
  6. Teijón, J. M. (2006). Základy štrukturálnej biochémie. Editorial Tébar.