Struktura, funkce a příklady nukleoproteinů



Jeden nukleoprotein je jakýkoliv typ proteinu, který je strukturně asociován s nukleovou kyselinou - buď RNA (kyselina ribonukleová) nebo DNA (kyselina deoxyribonukleová). Nejvýznamnějšími příklady jsou ribozomy, nukleosomy a nukleokapsidy virů.

Žádný protein, který se váže na DNA jako nukleoprotein, však nelze uvažovat. Ty jsou charakterizovány vytvořením stabilních komplexů, a nikoli jednoduchým přechodným sdružením - podobně jako proteiny, které zprostředkovávají syntézu a degradaci DNA, které na okamžik interagují a krátce se.

Funkce nukleoproteinů se značně liší a závisí na studované skupině. Hlavní funkcí histonů je například zhutnění DNA do nukleosomů, zatímco ribozomy se účastní syntézy proteinů..

Index

  • 1 Struktura
  • 2 Charakter interakce
  • 3 Klasifikace a funkce
    • 3.1 Deoxyribonukleoproteiny
    • 3.2 Ribonukleoproteiny
  • 4 Příklady
    • 4.1 Histony
    • 4.2 Protaminy
    • 4.3 Ribozomy
  • 5 Odkazy

Struktura

Obecně jsou nukleoproteiny tvořeny vysokým procentem bazických aminokyselinových zbytků (lysin, arginin a histidin). Každý nukleoprotein má svou specifickou strukturu, ale všechny konvergují, aby obsahovaly aminokyseliny tohoto typu.

Při fyziologickém pH jsou tyto aminokyseliny kladně nabity, což podporuje interakce s molekulami genetického materiálu. Dále uvidíme, jak k těmto interakcím dochází.

Povaha interakce

Nukleové kyseliny jsou tvořeny kostrou cukrů a fosfátů, které dávají záporný náboj. Tento faktor je klíčem k pochopení interakce nukleoproteinů s nukleovými kyselinami. Spojení, které existuje mezi proteiny a genetickým materiálem, je stabilizováno nekovalentními vazbami.

Také podle základních principů elektrostatiky (Coulombův zákon) zjistíme, že obvinění z různých značek (+ a -) jsou přitahována.

Přitažlivost mezi pozitivními náboji bílkovin a negativními vlastnostmi genetického materiálu vede k interakcím nespecifického typu. Na rozdíl od toho dochází ke specifickým spojením v určitých sekvencích, jako je například ribozomální RNA.

Existují různé faktory, které jsou schopny měnit interakce mezi proteinem a genetickým materiálem. Mezi nejdůležitější patří koncentrace solí, které zvyšují iontovou sílu v roztoku; ionogenní povrchově aktivní látky a další chemické sloučeniny polární povahy, jako je například fenol, formamid.

Klasifikace a funkce

Nukleoproteiny jsou klasifikovány podle nukleové kyseliny, ke které jsou vázány. Můžeme tedy rozlišit dvě dobře definované skupiny: deoxyribonukleoproteiny a ribonukleoproteiny. Logicky první cílí DNA a druhá RNA..

Deoxyribonukleoproteiny

Nejvýznamnější funkcí deoxyribonukleoproteinů je zhutnění DNA. Buňka čelí výzvě, kterou je téměř nemožné překonat: řádné navinutí téměř dvou metrů DNA v mikroskopickém jádru. Tohoto jevu lze dosáhnout díky existenci nukleoproteinů, které tento řetězec organizují.

Tato skupina je také spojena s regulačními funkcemi v procesech replikace, transkripce DNA, homologní rekombinaci, mezi jinými..

Ribonukleoproteiny

Na druhé straně ribonukleoproteiny plní základní funkce, od replikace DNA až po regulaci genové exprese a regulace centrálního metabolismu RNA.

Jsou také spojeny s ochrannými funkcemi, protože messenger RNA není v buňce nikdy volná, protože je náchylná k degradaci. Aby se tomu zabránilo, je s touto molekulou v ochranných komplexech spojena řada ribonukleoproteinů.

Stejný systém se nachází u virů, které chrání své molekuly RNA před působením enzymů, které by jej mohly degradovat..

Příklady

Histony

Histony odpovídají proteinové složce chromatinu. Jsou nejvýznamnějšími v rámci této kategorie, i když najdeme i jiné proteiny spojené s DNA, které nejsou histony, a jsou zahrnuty do široké skupiny nazvané non-histonové proteiny.

Strukturálně jsou to nejzákladnější chromatinové proteiny. A z hlediska hojnosti jsou úměrné množství DNA.

Máme pět druhů histonů. Jeho klasifikace byla historicky založena na obsahu základních aminokyselin. Třídy histonů jsou prakticky neměnné mezi skupinami eukaryot.

Tato evoluční ochrana je přisuzována enormní úloze, kterou hrají organické organismy.

V případě, že sekvence kódující některé změny histonu, bude mít organismus vážné následky, protože jeho balení DNA bude vadné. Proto je za eliminaci těchto nefunkčních variant zodpovědný přirozený výběr.

Mezi různými skupinami jsou nejvíce konzervované histony H3 a H4. Ve skutečnosti, sekvence jsou identické v organismech tak daleko - fylogeneticky řečeno - jako kráva a hrášek.

DNA je navinuta v tzv. Histonovém oktameru a tato struktura je nukleosom: první stupeň zhutnění genetického materiálu.

Protaminy

Protaminy jsou malé jaderné proteiny (savci se skládají z polypeptidu o téměř 50 aminokyselinách), který se vyznačuje vysokým obsahem aminokyselinového zbytku argininu. Hlavní úlohou protaminů je nahradit histony v haploidní fázi spermatogeneze.

Bylo navrženo, že tento typ základních proteinů má zásadní význam pro balení a stabilizaci DNA v mužském gametu. Liší se od histonů, protože umožňují hustší balení.

U obratlovců bylo nalezeno 1 až 15 kódujících sekvencí pro proteiny, všechny seskupené ve stejném chromozomu. Porovnání sekvencí naznačuje, že se vyvinuly z histonů. Nejvíce studované u savců se nazývají P1 a P2.

Ribozomy

Nejvýraznějším příkladem proteinů, které se vážou na RNA, je ribozom. Jsou to struktury přítomné prakticky ve všech živých bytostech - od malých bakterií po velké savce.

Hlavní funkcí ribozomů je přenést zprávu RNA do aminokyselinové sekvence.

Jedná se o vysoce komplexní molekulární aparát, tvořený jednou nebo více ribozomálními RNA a množstvím proteinů. Můžeme je najít v buněčné cytoplazmě, nebo zakotvené v hrubém endoplazmatickém retikulu (ve skutečnosti je "hrubý" aspekt tohoto kompartmentu způsoben ribozomy).

Mezi eukaryotickými a prokaryotickými organismy existují rozdíly ve velikosti a struktuře ribozomů.

Odkazy

  1. Baker, T. A., Watson, J.D., Bell, S.P., Gann, A., Losick, M.A., & Levine, R. (2003). Molekulární biologie genu. Vydavatelství Benjamin-Cummings.
  2. Balhorn, R. (2007). Protaminová rodina spermií jaderných proteinů. Biologie genomu, 8(9), 227.
  3. Darnell, J. E., Lodish, H. F., & Baltimore, D. (1990). Molekulární buněčná biologie. Vědecké americké knihy.
  4. Jiménez García, L. F. (2003). Buněčná a molekulární biologie. Pearson vzdělání Mexika.
  5. Lewin, B (2004). Geny VIII. Pearson Prentice Hall.
  6. Teijón, J. M. (2006). Základy strukturní biochemie. Editorial Tébar.