Struktura, funkcije in primeri nukleoproteinov



Ena nukleoprotein je katerakoli vrsta beljakovin, ki je strukturno povezana z nukleinsko kislino - bodisi RNA (ribonukleinska kislina) ali DNA (deoksiribonukleinska kislina). Najpomembnejši primeri so ribosomi, nukleosomi in nukleokapsidi v virusih.

Vendar pa se ne sme upoštevati nobene beljakovine, ki se veže na DNA kot nukleoprotein. Za njih je značilno, da tvorijo stabilne komplekse in ne preprosto prehodno združenje - kot so proteini, ki posredujejo sintezo in razgradnjo DNK, ki na trenutke in na kratko sodelujejo..

Funkcije nukleoproteinov se zelo razlikujejo in so odvisne od skupine, ki jo je treba raziskati. Na primer, glavna funkcija histonov je kompakcija DNA v nukleosome, medtem ko ribosomi sodelujejo pri sintezi beljakovin.

Indeks

  • 1 Struktura
  • 2 Narava interakcije
  • 3 Klasifikacija in funkcije
    • 3.1 Deoksiribonukleoproteini
    • 3.2 Ribonukleoproteini
  • 4 Primeri
    • 4.1 Histoni
    • 4.2 Protamini
    • 4.3 Ribosomi
  • 5 Reference

Struktura

Na splošno so nukleoproteini sestavljeni iz visokega odstotka bazičnih aminokislinskih ostankov (lizin, arginin in histidin). Vsak nukleoprotein ima svojo posebno strukturo, vendar vse konvergirajo, da vsebujejo takšne aminokisline.

Pri fiziološkem pH so te aminokisline pozitivno nabite, kar daje prednost interakcijam z molekulami genskega materiala. Nato bomo videli, kako se pojavijo te interakcije.

Narava interakcije

Nukleinske kisline tvorijo skelet sladkorjev in fosfatov, ki mu dajejo negativen naboj. Ta dejavnik je ključnega pomena za razumevanje interakcije nukleoproteinov z nukleinskimi kislinami. Zveza, ki obstaja med proteini in genskim materialom, se stabilizira z nekovalentnimi vezmi.

Prav tako sledimo osnovnim načelom elektrostatike (Coulombov zakon) in ugotovimo, da se nabirajo različni znaki (+ in -)..

Privlačnost med pozitivnimi naboji beljakovin in negativnih genetskega materiala povzroči interakcije nespecifičnega tipa. V nasprotju s tem se specifična križišča pojavijo v določenih sekvencah, kot je ribosomska RNA.

Obstajajo različni dejavniki, ki lahko spremenijo interakcije med beljakovinami in genskim materialom. Med najpomembnejšimi so koncentracije soli, ki povečajo ionsko moč v raztopini; ionogene površinsko aktivne snovi in ​​druge kemične spojine polarne narave, kot so fenol, formamid, med drugim.

Klasifikacija in funkcije

Nukleoproteini so razvrščeni glede na nukleinsko kislino, na katero so vezani. Tako lahko razlikujemo dve dobro opredeljeni skupini: deoksiribonukleoproteini in ribonukleoproteini. Logično je, da prvi cilja na DNK, drugi pa na RNA..

Deoksiribonukleoproteini

Najpomembnejša funkcija deoksiribonukleoproteinov je zbijanje DNA. Celica se sooča z izzivom, ki se mu zdi skoraj nemogoče premagati: pravilno navijanje skoraj dveh metrov DNK v mikroskopsko jedro. Ta pojav lahko dosežemo z obstojem nukleoproteinov, ki organizirajo verigo.

Ta skupina je povezana tudi z regulativnimi funkcijami v procesih replikacije, transkripcije DNA, homologne rekombinacije, med drugim..

Ribonukleoproteini

Ribonukleoproteini pa po drugi strani izpolnjujejo bistvene funkcije, od replikacije DNK do regulacije izražanja genov in regulacije presnove centralne RNA.

Povezane so tudi z zaščitnimi funkcijami, saj RNA nikoli ni prost v celici, ker je nagnjena k degradaciji. Da bi se temu izognili, je serija ribonukleoproteinov povezana s to molekulo v zaščitnih kompleksih.

Isti sistem najdemo v virusih, ki ščitijo molekule RNA pred delovanjem encimov, ki bi ga lahko razgradili..

Primeri

Histoni

Histoni ustrezajo proteinski komponenti kromatina. Najpomembnejše so v tej kategoriji, čeprav najdemo tudi druge proteine, povezane z DNA, ki niso histoni, in so vključeni v široko skupino, ki se imenuje ne histonske beljakovine..

Strukturno so najbolj osnovni kromatinski proteini. Z vidika obilja pa so sorazmerne s količino DNK.

Imamo pet vrst histonov. Njegova klasifikacija je zgodovinsko temeljila na vsebnosti osnovnih aminokislin. Razredi histonov so praktično nespremenljivi med skupinami evkariontov.

To evolucijsko ohranjanje pripisujemo ogromni vlogi histonov v organskih bitjih.

V primeru, da se zaporedje, ki kodira za nekatere histone, spremeni, se bo organizem soočil z resnimi posledicami, saj bo njegovo pakiranje DNK okvarjeno. Tako je naravna selekcija odgovorna za odpravo teh nefunkcionalnih variant.

Med različnimi skupinami so najbolj ohranjeni histoni H3 in H4. Dejansko so sekvence v organizmih enako daleč - filogenetsko gledano - kot kravo in grah.

DNA je uničena v tako imenovanem histonskem oktameru, ta struktura pa je nukleosom: prva stopnja zbijanja genskega materiala.

Protamini

Protamini so majhni jedrski proteini (sesalci so sestavljeni iz polipeptida s skoraj 50 aminokislinami), za katerega je značilna visoka vsebnost aminokislinskega ostanka arginina. Glavna vloga protaminov je zamenjava histonov v haploidni fazi spermatogeneze.

Predlagano je bilo, da je ta vrsta osnovnih beljakovin ključna za pakiranje in stabilizacijo DNK v moškem gametu. Razlikujejo se od histonov, ker omogočajo gostejšo embalažo.

V vretenčarjih so našli 1 do 15 kodirnih sekvenc za proteine, vse v istem kromosomu. Primerjava zaporedij kaže, da so se razvili iz histonov. Najbolj raziskane pri sesalcih se imenujejo P1 in P2.

Ribosomi

Najbolj očiten primer proteinov, ki se vežejo na RNA, je v ribosomih. So strukture, ki so prisotne v skoraj vseh živih bitjih - od majhnih bakterij do velikih sesalcev.

Glavna funkcija ribosomov je, da prenese sporočilo RNA v aminokislinsko zaporedje.

So zelo kompleksen molekularni stroj, ki ga tvorijo ena ali več ribosomskih RNA in niz beljakovin. Najdemo jih proste znotraj celične citoplazme ali zasidrane v grobem endoplazmatskem retikulumu (v resnici je "grob" vidik tega oddelka posledica ribosomov)..

Obstajajo razlike v velikosti in strukturi ribosomov med evkariontskimi in prokariontskimi organizmi.

Reference

  1. Baker, T.A., Watson, J.D., Bell, S.P., Gann, A., Losick, M.A., & Levine, R. (2003). Molekularna biologija gena. Založniška družba Benjamin-Cummings.
  2. Balhorn, R. (2007). Družina protaminskih semenskih proteinov. Biološka genoma, 8(9), 227.
  3. Darnell, J. E., Lodish, H. F., in Baltimore, D. (1990). Molekularna celična biologija. Scientific American Books.
  4. Jiménez García, L. F. (2003). Celična in molekularna biologija. Pearson Education iz Mehike.
  5. Lewin, B (2004). Geni VIII. Dvorana Pearson Prentice.
  6. Teijón, J. M. (2006). Osnove strukturne biokemije. Uvodnik Tébar.