Structuur, functies en voorbeelden van nucleo-eiwitten

een nucleoproteïne is elk type eiwit dat structureel is geassocieerd met een nucleïnezuur - ofwel RNA (ribonucleïnezuur) of DNA (deoxyribonucleïnezuur). De meest prominente voorbeelden zijn ribosomen, nucleosomen en nucleocapsiden in virussen.

Elk eiwit dat zich als een nucleoproteïne aan DNA bindt, kan echter niet worden overwogen. Deze worden gekenmerkt door het vormen van stabiele complexen en niet door een eenvoudige tijdelijke associatie - zoals de eiwitten die de synthese en degradatie van DNA mediëren, die kortstondig en kort met elkaar interageren..

De functies van nucleoproteïnen variëren sterk en zijn afhankelijk van de te bestuderen groep. De belangrijkste functie van histonen is bijvoorbeeld de verdichting van DNA in nucleosomen, terwijl ribosomen deelnemen aan de synthese van eiwitten.

index

• 1 structuur
• 2 Aard van de interactie
• 3 Classificatie en functies
  • 3.1 Deoxyribonucleoproteïnen
  • 3.2 Ribonucleoproteïnen
• 4 voorbeelden
  • 4.1 Histones
  • 4.2 Protamines
  • 4.3 Ribosomen
• 5 Referenties

structuur

In het algemeen bestaan ​​nucleoproteïnen uit een hoog percentage basische aminozuurresiduen (lysine, arginine en histidine). Elk nucleoproteïne heeft zijn specifieke structuur, maar alle convergeren om aminozuren van dit type te bevatten.

Bij fysiologische pH zijn deze aminozuren positief geladen, wat de interacties met de moleculen van genetisch materiaal bevordert. Vervolgens zullen we zien hoe deze interacties plaatsvinden.

Aard van de interactie

De nucleïnezuren worden gevormd door een skelet van suikers en fosfaten, die het een negatieve lading geven. Deze factor is essentieel om te begrijpen hoe nucleoproteïnen interactie hebben met nucleïnezuren. De unie die bestaat tussen de eiwitten en het genetische materiaal wordt gestabiliseerd door niet-covalente bindingen.

Ook, volgens de basisprincipes van elektrostatica (de wet van Coulomb), vinden we dat ladingen van verschillende tekens (+ en -) worden aangetrokken.

De aantrekking tussen de positieve ladingen van de eiwitten en de negatieve van het genetische materiaal geeft aanleiding tot interacties van het niet-specifieke type. Daarentegen komen specifieke verbindingen voor in bepaalde sequenties, zoals ribosomaal RNA.

Er zijn verschillende factoren die in staat zijn om de interacties tussen het eiwit en het genetische materiaal te veranderen. Een van de belangrijkste zijn de concentraties van zouten, die de ionsterkte in de oplossing verhogen; ionogene oppervlakteactieve stoffen en andere chemische verbindingen van polaire aard, zoals fenol, formamide, onder anderen.

Classificatie en functies

Nucleoproteïnen worden geclassificeerd volgens het nucleïnezuur waaraan ze zijn gebonden. We kunnen dus onderscheid maken tussen twee goed gedefinieerde groepen: deoxyribonucleoproteïnen en ribonucleoproteïnen. Logischerwijs richten de eerste zich op DNA en de tweede op RNA..

Desoxirribonucleoproteínas

De meest prominente functie van deoxyribonucleoproteïnen is de verdichting van DNA. De cel staat voor een uitdaging die bijna onmogelijk te overwinnen is: het op de juiste manier oprollen van bijna twee meter DNA in een microscopisch kleine kern. Dit fenomeen kan worden bereikt dankzij het bestaan ​​van nucleoproteïnen die de streng organiseren.

Deze groep is ook geassocieerd met regulerende functies in de processen van replicatie, DNA-transcriptie, homologe recombinatie, onder anderen..

ribonucleoprotein

Ribonucleoproteïnen, aan de andere kant, vervullen essentiële functies, variërend van DNA-replicatie tot regulatie van genexpressie en regulatie van centraal RNA-metabolisme.

Ze hebben ook te maken met beschermende functies, omdat boodschapper-RNA nooit vrij is in de cel, omdat het vatbaar is voor degradatie. Om dit te voorkomen, is een reeks ribonucleoproteïnen in beschermende complexen met dit molecuul geassocieerd.

Hetzelfde systeem wordt aangetroffen in virussen die hun RNA-moleculen beschermen tegen de werking van enzymen die het kunnen afbreken..

Voorbeelden

histonen

Histonen komen overeen met de eiwitcomponent van chromatine. Ze zijn het meest prominent in deze categorie, hoewel we ook andere aan DNA gekoppelde eiwitten vinden die geen histonen zijn en worden opgenomen in een brede groep die niet-histoneiwitten worden genoemd.

Structureel zijn het de meest basale chromatine-eiwitten. En vanuit het oogpunt van overvloed zijn ze evenredig aan de hoeveelheid DNA.

We hebben vijf soorten histonen. Zijn classificatie was, historisch gezien, gebaseerd op het gehalte aan basische aminozuren. Histonklassen zijn praktisch onveranderlijk tussen groepen eukaryoten.

Dit evolutionaire behoud wordt toegeschreven aan de enorme rol die histonen spelen in organische wezens.

In het geval dat de sequentie die codeert voor sommige histon verandert, zal het organisme ernstige gevolgen ondervinden, omdat de DNA-verpakking defect is. Natuurlijke selectie is dus verantwoordelijk voor het elimineren van deze niet-functionele varianten.

Van de verschillende groepen zijn de meest geconserveerde histonen H3 en H4. In feite zijn de sequenties identiek in organismen die zo ver weg zijn - fylogenetisch gesproken - zoals een koe en een erwt.

Het DNA wordt opgewikkeld in wat bekend staat als het histon-octameer en deze structuur is het nucleosoom: het eerste niveau van verdichting van het genetische materiaal.

protaminen

Protamines zijn kleine nucleaire eiwitten (zoogdieren zijn samengesteld uit een polypeptide van bijna 50 aminozuren), gekenmerkt door een hoog gehalte aan het aminozuurresidu arginine. De belangrijkste rol van protamines is het vervangen van histonen in de haploïde fase van spermatogenese.

Er is voorgesteld dat dit type basische eiwitten cruciaal zijn voor de verpakking en stabilisatie van DNA in de mannelijke gameet. Ze verschillen van de histonen, omdat ze een dichtere verpakking toelaten.

In vertebraten zijn 1 tot 15 coderende sequenties gevonden voor de proteïne's, allemaal gegroepeerd in hetzelfde chromosoom. De sequentievergelijking suggereert dat ze zijn geëvolueerd uit histonen. De meest bestudeerde bij zoogdieren worden P1 en P2 genoemd.

ribosomen

Het meest opvallende voorbeeld van eiwitten die binden aan RNA is in ribosomen. Het zijn structuren die aanwezig zijn in vrijwel alle levende wezens - van kleine bacteriën tot grote zoogdieren.

De belangrijkste functie van ribosomen is om het RNA-bericht in een aminozuursequentie te vertalen.

Ze zijn een zeer complexe moleculaire machine, gevormd door een of meer ribosomale RNA's en een reeks eiwitten. We kunnen ze vrij vinden binnen het cellulaire cytoplasma of verankerd in het ruwe endoplasmatisch reticulum (in feite is het "ruige" aspect van dit compartiment te wijten aan de ribosomen).

Er zijn verschillen in de grootte en structuur van ribosomen tussen eukaryote en prokaryote organismen.

referenties

1. Baker, T.A., Watson, J.D., Bell, S.P., Gann, A., Losick, M.A., & Levine, R. (2003). Moleculaire biologie van het gen. Benjamin-Cummings Publishing Company.
2. Balhorn, R. (2007). De protaminefamilie van sperma nucleaire eiwitten. Genoombiologie, 8(9), 227.
3. Darnell, J.E., Lodish, H.F., & Baltimore, D. (1990). Moleculaire celbiologie. Scientific American Books.
4. Jiménez García, L.F. (2003). Cellulaire en moleculaire biologie. Pearson Education of Mexico.
5. Lewin, B (2004). Genen VIII. Pearson Prentice Hall.
6. Teijón, J. M. (2006). Fundamenten van structurele biochemie. Editorial Tébar.