NUKLEOPROTEINER: STRUKTUR, FUNKTIONER OCH EXEMPEL - BIOLOGI - 2025

Ett nukleoprotein är vilken typ av protein som är strukturellt associerat med en nukleinsyra - antingen RNA (ribonukleinsyra) eller DNA (deoxyribonukleinsyra). De mest framträdande exemplen är ribosomer, nukleosomer och nukleokapsider i virus.

Emellertid kan inget protein som binder till DNA inte betraktas som ett nukleoprotein. Dessa kännetecknas av att bilda stabila komplex och inte en enkel övergående associering - som proteinerna som medierar DNA-syntes och nedbrytning, som interagerar omedelbart och kort.

Histoner är en typ av framträdande nukleoprotein. Källa: Asasia, från Wikimedia Commons

Funktionerna hos nukleoproteiner varierar mycket och beror på den grupp som ska studeras. Till exempel är histones huvudfunktion komprimering av DNA till nukleosomer, medan ribosomer deltar i syntesen av proteiner.

Strukturera

I allmänhet består nukleoproteiner av en hög andel basiska aminosyrarester (lysin, arginin och histidin). Varje nukleoprotein har sin egen speciella struktur, men de konvergerar alla till att innehålla aminosyror av denna typ.

Vid fysiologiskt pH är dessa aminosyror positivt laddade, vilket gynnar interaktion med molekylerna i genetiskt material. Nästa kommer vi att se hur dessa interaktioner inträffar.

Interaktionens art

Nukleinsyror består av en ryggrad av socker och fosfater, vilket ger dem en negativ laddning. Denna faktor är nyckeln till att förstå hur nukleoproteiner interagerar med nukleinsyror. Bindningen som finns mellan proteiner och genetiskt material stabiliseras av icke-kovalenta bindningar.

På samma sätt följer vi de grundläggande principerna för elektrostatik (Coulombs lag) att laddningar av olika tecken (+ och -) lockar varandra.

Attraktionen mellan de positiva laddningarna av proteinerna och de negativa laddningarna av det genetiska materialet ger upphov till ospecifika interaktioner. Däremot förekommer specifika övergångar i vissa sekvenser, såsom ribosomalt RNA.

Det finns olika faktorer som kan förändra växelverkan mellan proteinet och det genetiska materialet. Bland de viktigaste är koncentrationerna av salter, som ökar jonstyrkan i lösningen; Ionogena ytaktiva ämnen och andra kemiska föreningar av polär natur, såsom fenol, formamid, bland andra.

Klassificering och funktioner

Nukleoproteiner klassificeras enligt den nukleinsyra som de är bundna till. Således kan vi skilja mellan två väldefinierade grupper: deoxiribonukleoproteiner och ribonukleoproteiner. Logiskt, det förra mål-DNA, och det senare RNA.

Deoxyribonucleoproteins

Deoxiribonukleoproteins mest framträdande funktion är DNA-komprimering. Cellen står inför en utmaning som verkar nästan omöjlig att övervinna: ordentligt lindra nästan två meter DNA i en mikroskopisk kärna. Detta fenomen kan uppnås tack vare förekomsten av nukleoproteiner som organiserar strängen.

Denna grupp är också associerad med reglerande funktioner i replikationsprocesser, DNA-transkription, homolog rekombination, bland andra.

ribonukleoproteiner

Ribonukleoproteiner uppfyller för sin del väsentliga funktioner, som sträcker sig från DNA-replikering till reglering av genuttryck och reglering av den centrala metabolismen av RNA.

De är också relaterade till skyddsfunktioner, eftersom messenger-RNA aldrig är fritt i cellen, eftersom det är benäget för nedbrytning. För att undvika detta associerar en serie ribonukleoproteiner med denna molekyl i skyddande komplex.

Vi hittar samma system i virus, som skyddar deras RNA-molekyler från verkan av enzymer som kan försämra det.

exempel

histoner

Histoner motsvarar proteinkomponenten i kromatin. De är de mest framträdande inom denna kategori, även om vi också hittar andra proteiner bundna till DNA som inte är histoner, och ingår i en stor grupp som kallas icke-histonproteiner.

Strukturellt sett är de de mest basiska proteinerna i kromatin. Och ur överflödets synvinkel är de proportionella mot mängden DNA.

Vi har fem slags histoner. Dess klassificering baserades historiskt på innehållet av basiska aminosyror. Histonklasserna är praktiskt taget oundvikliga bland de eukaryota grupperna.

Denna evolutionära bevarande tillskrivs den enorma roll som histoner spelar i organiska varelser.

Om den sekvens som kodar för eventuella histonförändringar kommer organismen att få allvarliga konsekvenser, eftersom dess DNA-förpackning kommer att vara defekt. Således är naturligt urval ansvarigt för att eliminera dessa icke-funktionella varianter.

Bland de olika grupperna är de mest konserverade histonerna H3 och H4. I själva verket är sekvenserna identiska i organismer så långt ifrån varandra - fylogenetiskt sett - som en ko och ärta.

DNA spolar sig in i det som kallas histonoktamer, och denna struktur är nukleosomen - den första kompakteringsnivån av genetiskt material.

protaminer

Protaminer är små kärnproteiner (hos däggdjur består de av en polypeptid av nästan 50 aminosyror), kännetecknad av ett högt innehåll av arginin av aminosyrarester. Protaminernas huvudroll är att ersätta histoner i spermatogenes haploida fas.

Det har föreslagits att dessa typer av basiska proteiner är avgörande för förpackning och stabilisering av DNA i manlig gamet. De skiljer sig från histoner genom att det tillåter tätare förpackning.

I ryggradsdjur har 1 till 15 kodande sekvenser för proteiner hittats, alla grupperade på samma kromosom. Sekvensjämförelse antyder att de har utvecklats från histoner. De mest studerade hos däggdjur kallas P1 och P2.

ribosomer

Det mest iögonfallande exemplet på proteiner som binder till RNA är i ribosomer. Det är strukturer som finns i nästan alla levande saker - från små bakterier till stora däggdjur.

Ribosomer har huvudfunktionen att översätta RNA-meddelandet till en aminosyrasekvens.

De är ett mycket komplext molekylärt maskineri, som består av en eller flera ribosomala RNA och en uppsättning proteiner. Vi kan hitta dem fria inom cellcytoplasma, eller annars förankrade i den grova endoplasmiska retikulum (faktiskt beror det "grova" utseendet på detta fack på ribosomer).

Det finns skillnader i storlek och struktur på ribosomer mellan eukaryota och prokaryota organismer.

referenser

1. Baker, TA, Watson, JD, Bell, SP, Gann, A., Losick, MA, & Levine, R. (2003). Molekylärbiologi av genen. Benjamin-Cummings Publishing Company.
2. Balhorn, R. (2007). Protaminfamiljen av nukleärproteiner. Genombiologi, 8 (9), 227.
3. Darnell, JE, Lodish, HF, & Baltimore, D. (1990). Molekylär cellbiologi. Scientific American Books.
4. Jiménez García, LF (2003). Cellulär och molekylärbiologi. Pearson Education of Mexico.
5. Lewin, B (2004). Gener VIII. Pearson Prentice Hall.
6. Teijón, JM (2006). Grunder för strukturell biokemi. Redaktionell Tébar.