Struktura, funkce a příklady nukleoproteinů

4016
Abraham McLaughlin

A nukleoprotein Jedná se o jakýkoli typ proteinu, který je strukturálně spojen s nukleovou kyselinou - buď RNA (kyselina ribonukleová) nebo DNA (kyselina deoxyribonukleová). Nejvýznamnějšími příklady jsou ribozomy, nukleosomy a nukleokapsidy ve virech..

Jakýkoli protein, který se váže na DNA, však nelze považovat za nukleoprotein. Ty se vyznačují tvorbou stabilních komplexů a ne jednoduchou přechodnou asociací - jako jsou proteiny, které zprostředkovávají syntézu a degradaci DNA, které na okamžik a krátce interagují..

Histony jsou typem prominentního nukleoproteinu. Zdroj: Asasia [veřejná doména], Wikimedia Commons

Funkce nukleoproteinů se velmi liší a závisí na studované skupině. Například hlavní funkcí histonů je zhutnění DNA do nukleosomů, zatímco ribosomy se účastní syntézy proteinů..

Rejstřík článků

  • 1 Struktura
  • 2 Povaha interakce
  • 3 Klasifikace a funkce
    • 3.1 Deoxyribonukleoproteiny
    • 3.2 Ribonukleoproteiny
  • 4 příklady
    • 4.1 Histony
    • 4.2 Protaminy
    • 4.3 Ribozomy
  • 5 Reference

Struktura

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

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

Povaha interakce

Nukleové kyseliny jsou tvořeny páteří cukrů a fosfátů, které jim dávají negativní náboj. Tento faktor je klíčem k pochopení toho, jak nukleoproteiny interagují s nukleovými kyselinami. Vazba, která existuje mezi proteiny a genetickým materiálem, je stabilizována nekovalentními vazbami.

Podobně podle základních principů elektrostatiky (Coulombův zákon) zjistíme, že náboje různých znaků (+ a -) přitahují.

Přitažlivost mezi kladnými a zápornými náboji bílkovin a genetického materiálu vede k nespecifickým interakcím. Naproti tomu ke specifickým spojům dochází ve specifických sekvencích, jako je ribozomální RNA..

Existují různé faktory, které jsou schopné změnit 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 mimo jiné fenol, formamid.

Klasifikace a funkce

Nukleoproteiny jsou klasifikovány podle nukleové kyseliny, ke které jsou připojeny. Můžeme tedy rozlišovat mezi dvěma dobře definovanými skupinami: deoxyribonukleoproteiny a ribonukleoproteiny. Logicky první cílová DNA a druhá RNA.

Deoxyribonukleoproteiny

Nejvýznamnější funkcí deoxyribonukleoproteinů je zhutňování DNA. Buňka čelí výzvě, kterou se zdá být téměř nemožné překonat: řádné navinutí téměř dvou metrů DNA do mikroskopického jádra. Tohoto jevu lze dosáhnout díky existenci nukleoproteinů, které vlákno organizují.

Tato skupina je mimo jiné také spojena s regulačními funkcemi v procesech replikace, transkripce DNA, homologní rekombinace..

Ribonukleoproteiny

Ribonukleoproteiny samy o sobě plní základní funkce, které sahají od replikace DNA po regulaci genové exprese a regulaci centrálního metabolismu RNA..

Souvisí také s ochrannými funkcemi, protože messenger RNA není v buňce nikdy volný, protože je náchylný k degradaci. Aby se tomu zabránilo, řada ribonukleoproteinů se spojuje s touto molekulou v ochranných komplexech..

Stejný systém se nachází ve virech, které chrání své molekuly RNA před působením enzymů, které by ji mohly degradovat.

Příklady

Histony

Histony odpovídají proteinové složce chromatinu. Jsou nejvýznamnější v této kategorii, i když najdeme také jiné proteiny vázané na DNA, které nejsou histony, a jsou zahrnuty do velké skupiny zvané nehistonické proteiny.

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

Máme pět druhů histonů. Jeho klasifikace byla historicky založena na obsahu bazických aminokyselin. Třídy histonu jsou mezi eukaryotickými skupinami prakticky neměnné.

Tato evoluční ochrana je přičítána obrovské roli, kterou hrají histony v organických bytostech.

Pokud se změní sekvence kódující jakýkoli histon, organismus bude čelit vážným následkům, protože jeho DNA obal bude vadný. Přirozený výběr je tedy zodpovědný za eliminaci těchto nefunkčních variant.

Z různých skupin jsou nejkonzervovanější histony H3 a H4. Ve skutečnosti jsou sekvence v organismech stejně vzdálených - fylogeneticky řečeno - identické jako kráva a hrach..

DNA se navíjí do takzvaného histonového oktameru a touto strukturou je nukleosom - první úroveň zhutnění genetického materiálu..

Protaminy

Protaminy jsou malé jaderné proteiny (u savců jsou složeny z polypeptidu s téměř 50 aminokyselinami), které se vyznačují vysokým obsahem aminokyselinového zbytku argininu. Hlavní úlohou protaminů je nahradit histony v haploidní fázi spermatogeneze.

Bylo navrženo, že tyto typy bazických proteinů mají zásadní význam pro zabalení a stabilizaci DNA v mužské gametě. Liší se od histonů tím, že umožňují hustší balení.

U obratlovců bylo nalezeno 1 až 15 kódujících sekvencí proteinů, všechny seskupeny do stejného chromozomu. Porovnání sekvence naznačuje, že se vyvinuli z histonů. Nejvíce studované u savců se nazývají P1 a P2.

Ribozomy

Nejnápadnějším příkladem proteinů, které se vážou na RNA, jsou ribozomy. Jsou to struktury přítomné prakticky ve všech živých věcech - od malých bakterií až po velké savce.

Ribozomy mají hlavní funkci překládat zprávu RNA do aminokyselinové sekvence.

Jedná se o vysoce komplexní molekulární aparát složený z jedné nebo více ribozomálních RNA a sady proteinů. Můžeme je najít volné v buněčné cytoplazmě nebo ukotvené v drsném endoplazmatickém retikulu („drsný“ aspekt tohoto kompartmentu je ve skutečnosti způsoben ribozomy).

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

Reference

  1. Baker, T. A., Watson, J. D., Bell, S. P., Gann, A., Losick, M. A., & Levine, R. (2003). Molekulární biologie genu. Nakladatelská společnost Benjamin-Cummings.
  2. Balhorn, R. (2007). Rodina protaminů jaderných proteinů spermií. Biologie genomu8(9), 227.
  3. Darnell, J. E., Lodish, H. F. a Baltimore, D. (1990). Molekulární buněčná biologie. Scientific American Books.
  4. Jiménez García, L. F. (2003). Buněčná a molekulární biologie. Pearson Education of Mexico.
  5. Lewin, B (2004). Geny VIII. Pearson Prentice Hall.
  6. Teijón, J. M. (2006). Základy strukturní biochemie. Redakční Tébar.

Zatím žádné komentáře