Структура, функції та приклади нуклеопротеїнів



Перший нуклеопротеїни являє собою будь-який тип білка, структурно пов'язаний з нуклеїнової кислотою - або РНК (рибонуклеїнова кислота), або ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота). Найбільш помітними прикладами є рибосоми, нуклеосоми і нуклеокапсиди у вірусах.

Однак будь-який білок, який зв'язується з ДНК в якості нуклеопротеина, не може розглядатися. Вони характеризуються формуванням стабільних комплексів, а не простою транзиторною асоціацією - подібно до білків, які опосередковують синтез і деградацію ДНК, які миттєво і коротко взаємодіють..

Функції нуклеопротеїнів широко варіюють і залежать від досліджуваної групи. Наприклад, основною функцією гістонів є ущільнення ДНК в нуклеосоми, в той час як рибосоми беруть участь у синтезі білків..

Індекс

  • 1 Структура
  • 2 Природа взаємодії
  • 3 Класифікація та функції
    • 3.1 Дезоксирибонуклеопротеїни
    • 3.2. Рібонуклеопротеїни
  • 4 Приклади
    • 4.1 Гістони
    • 4.2 Protamines
    • 4.3 Рибосоми
  • 5 Посилання

Структура

Як правило, нуклеопротеїни складаються з високого відсотка основних амінокислотних залишків (лізину, аргініну та гістидину). Кожен нуклеопротеин має свою особливу структуру, але всі вони сходяться до амінокислот цього типу.

При фізіологічному рН ці амінокислоти позитивно заряджаються, що сприяє взаємодії з молекулами генетичного матеріалу. Далі ми побачимо, як відбуваються ці взаємодії.

Характер взаємодії

Нуклеїнові кислоти утворені скелетом цукрів і фосфатів, які надають їй негативний заряд. Цей фактор є ключовим для розуміння того, як нуклеопротеїни взаємодіють з нуклеїновими кислотами. Об'єднання, яке існує між білками і генетичним матеріалом, стабілізується нековалентними зв'язками.

Також, дотримуючись основних принципів електростатики (закону Кулона), ми виявляємо, що заряди різних знаків (+ та -) притягуються.

Притягання між позитивними зарядами білків і негативними генетичними матеріалами породжує взаємодії неспецифічного типу. Навпаки, специфічні переходи відбуваються в певних послідовностях, таких як рибосомная РНК.

Існують різні чинники, здатні змінити взаємодію між білком і генетичним матеріалом. Серед найбільш важливих є концентрації солей, які збільшують іонну силу в розчині; іоногенні поверхнево-активні речовини та інші хімічні сполуки полярної природи, такі як фенол, формамід, серед інших.

Класифікація та функції

Нуклеопротеїни класифікуються відповідно до нуклеїнової кислоти, до якої вони пов'язані. Таким чином, можна виділити дві чітко визначені групи: дезоксирибонуклеопротеїни і рибонуклеопротеїни. Логічно, що перші націлені на ДНК, а другі - на РНК..

Дезоксирибонуклеопротеины

Найбільш помітною функцією дезоксирибонуклеопротеинов є ущільнення ДНК. Клітина стикається з викликом, який, здається, майже неможливо подолати: належним чином намотування майже двох метрів ДНК в мікроскопічному ядрі. Це явище може бути досягнуто завдяки існуванню нуклеопротеинов, які організують нитку.

Ця група також пов'язана з регуляторними функціями в процесах реплікації, транскрипції ДНК, гомологічної рекомбінації, серед інших..

Рибонуклеопротеины

Рібонуклеопротеїни, з іншого боку, виконують основні функції, починаючи від реплікації ДНК до регуляції експресії генів і регуляції метаболізму центральної РНК.

Вони також пов'язані з захисними функціями, оскільки РНК-посланник ніколи не є вільною в клітці, оскільки вона схильна до деградації. Щоб уникнути цього, серія рибонуклеопротеинов пов'язана з цією молекулою в захисних комплексах.

Така сама система зустрічається у вірусів, які захищають свої молекули РНК від дії ферментів, які можуть деградувати її..

Приклади

Гістони

Гістони відповідають білковому компоненту хроматину. Вони є найбільш помітними в цій категорії, хоча ми також знаходимо інші білки, пов'язані з ДНК, які не є гістонами, і включені в широку групу, яка називається негистоновими білками..

Структурно вони є основними білками хроматину. І, з точки зору достатку, вони пропорційні кількості ДНК.

Ми маємо п'ять видів гістонів. Її класифікація історично базувалася на вмісті основних амінокислот. Класи гістонів практично незмінні серед груп еукаріотів.

Ця еволюційна консервація пояснюється величезною роллю гістонів в органічних істотах.

У випадку, якщо послідовність, що кодує деякі гістони, змінюється, організм зіткнеться з серйозними наслідками, оскільки його упаковка ДНК буде дефектною. Таким чином, природний відбір відповідає за усунення цих нефункціональних варіантів.

Серед різних груп найбільш збереженими гістонами є H3 і H4. Насправді, послідовності ідентичні в організмах настільки далеко - філогенетично кажучи - як корова і горох.

ДНК виявляється в тому, що відомо як октамер гістонів, і ця структура є нуклеосомою: перший рівень ущільнення генетичного матеріалу.

Протаміни

Протаминами є малі ядерні білки (ссавці складаються з поліпептиду майже 50 амінокислот), що характеризується високим вмістом амінокислотного залишку аргініну. Основна роль протамінів полягає в тому, щоб замінити гістони в гаплоїдної фазі сперматогенезу.

Було запропоновано, що цей тип основних білків є вирішальними для упаковки та стабілізації ДНК у чоловічої гамети. Вони відрізняються від гістонів, оскільки дозволяють більш щільну упаковку.

У хребетних знайдено від 1 до 15 кодуючих послідовностей для протеїнів, всі згруповані в одній хромосомі. Порівняння послідовностей свідчить про те, що вони розвинулися від гістонів. Найбільш вивчені у ссавців називаються Р1 і Р2.

Рибосоми

Найбільш помітним прикладом білків, які зв'язуються з РНК, є рибосоми. Вони є структурами, присутніми практично у всіх живих істотах - від дрібних бактерій до великих ссавців.

Основною функцією рибосом є трансляція повідомлення РНК в послідовність амінокислот.

Вони представляють собою дуже складний молекулярний механізм, утворений однією або кількома рибосомними РНК і набором білків. Ми можемо знайти їх вільними в межах клітинної цитоплазми, або закріплені в грубому ендоплазматичному ретикулумі (насправді, "грубим" аспектом цього компартмента є рибосоми).

Існують відмінності в розмірах і структурі рибосом між еукаріотичними і прокаріотичними організмами.

Список літератури

  1. Baker, T.A., Watson, J.D., Bell, S.P., Gann, A., Losick, M.A., & Levine, R. (2003). Молекулярна біологія гена. Видавнича компанія Benjamin-Cummings.
  2. Balhorn, R. (2007). Сімейство протамінів сперміїв ядерних білків. Біологія геномів, 8(9), 227.
  3. Darnell, J.E., Lodish, H.F., & Baltimore, D. (1990). Молекулярна клітинна біологія. Наукові американські книги.
  4. Jiménez García, L. F. (2003). Клітинна і молекулярна біологія. Освіта Пірсона в Мексиці.
  5. Левін Б. (2004). Гени VIII. Pearson Prentice Hall.
  6. Тейхон, Дж. М. (2006). Основи структурної біохімії. Редакція Тебар.