NUKLEOPROTEINAI: STRUKTŪRA, FUNKCIJOS IR PAVYZDŽIAI - BIOLOGIJA - 2025

RV nukleoproteino yra bet kurį iš baltymo, kuris yra struktūriškai susijęs su nukleino rūgšties tipas - arba RNR (ribonukleino rūgšties) arba DNR (Deoksiribonukleorūgštis). Ryškiausi pavyzdžiai yra virusų ribosomos, nukleosomos ir nukleokapsidai.

Tačiau bet kuris baltymas, kuris jungiasi su DNR, negali būti laikomas nukleoproteinu. Jie pasižymi stabilių kompleksų formavimu, o ne paprastu trumpalaikiu susivienijimu, kaip ir baltymai, tarpininkaujantys DNR sintezei ir skaidymui, kurie akimirksniu ir trumpai sąveikauja.

Histonai yra žinomų nukleoproteinų rūšis. Šaltinis: Asasia, iš „Wikimedia Commons“

Nukleoproteinų funkcijos labai skiriasi ir priklauso nuo tiriamos grupės. Pavyzdžiui, pagrindinė histonų funkcija yra DNR sutankėjimas į nukleosomas, o ribosomos dalyvauja baltymų sintezėje.

Struktūra

Paprastai nukleoproteinus sudaro didelis procentas bazinių aminorūgščių liekanų (lizinas, argininas ir histidinas). Kiekvienas nukleoproteinas turi savo specifinę struktūrą, tačiau visi jie susilieja ir turi šio tipo amino rūgščių.

Esant fiziologiniam pH, šios aminorūgštys yra teigiamai įkrautos, o tai palaiko sąveiką su genetinės medžiagos molekulėmis. Toliau pamatysime, kaip vyksta ši sąveika.

Sąveikos pobūdis

Nukleorūgštys yra sudarytos iš cukraus ir fosfatų pagrindų, kurie joms suteikia neigiamą krūvį. Šis veiksnys yra labai svarbus norint suprasti, kaip nukleoproteinai sąveikauja su nukleorūgštimis. Ryšį, kuris egzistuoja tarp baltymų ir genetinės medžiagos, stabilizuoja nekovalentiniai ryšiai.

Taip pat, laikydamiesi pagrindinių elektrostatikos principų (Kulono įstatymas), pastebime, kad skirtingų ženklų (+ ir -) krūviai traukia vienas kitą.

Pritraukimas tarp teigiamų baltymų ir genetinės medžiagos neigiamų krūvių sukelia nespecifinę sąveiką. Priešingai, tam tikrose sekose, tokiose kaip ribosomų RNR, įvyksta specifinės jungtys.

Yra įvairių veiksnių, galinčių pakeisti baltymo ir genetinės medžiagos sąveiką. Tarp svarbiausių yra druskų koncentracijos, kurios padidina jonų stiprumą tirpale; Jonogeniškos paviršiaus aktyviosios medžiagos ir kiti cheminiai polinio pobūdžio junginiai, tokie kaip fenolis, formamidas, be kita ko.

Klasifikacija ir funkcijos

Nukleoproteinai klasifikuojami pagal nukleorūgštį, prie kurios jie yra prijungti. Taigi, mes galime atskirti dvi aiškiai apibrėžtas grupes: dezoksiribonukleoproteinus ir ribonukleoproteinus. Logiškai mąstant, buvusi taikinio DNR, o pastaroji RNR.

Dezoksiribonukleoproteinai

Ryškiausia dezoksiribonukleoproteinų funkcija yra DNR sutankėjimas. Ląstelė susiduria su iššūkiu, kurio beveik neįmanoma įveikti: tinkamai suvynioti beveik dviejų metrų DNR į mikroskopinį branduolį. Šis reiškinys gali būti pasiektas dėl nukleoproteinų, organizuojančių sruogą.

Ši grupė taip pat yra susijusi su reguliavimo funkcijomis, be kita ko, replikacijos, DNR transkripcijos, homologinės rekombinacijos procesuose.

Ribonukleoproteinai

Ribonukleoproteinai savo ruožtu atlieka esmines funkcijas, pradedant DNR replikacija ir baigiant genų ekspresijos reguliavimu bei RNR centrinio metabolizmo reguliavimu.

Jie taip pat yra susiję su apsauginėmis funkcijomis, nes Messenger RNR niekada nėra laisva ląstelėje, nes ji yra linkusi į skilimą. Norėdami to išvengti, serija ribonukleoproteinų asocijuojasi su šia molekule apsauginiuose kompleksuose.

Tą pačią sistemą mes randame virusuose, kurie apsaugo jų RNR molekules nuo fermentų, galinčių ją skaidyti, veikimo.

Pavyzdžiai

Histonai

Histonai atitinka chromatino baltymų komponentą. Jie yra ryškiausi šioje kategorijoje, nors randame ir kitų baltymų, sujungtų su DNR, kurie nėra histonai, ir yra įtraukti į didelę grupę, vadinamą nehistoniniais baltymais.

Struktūriškai jie yra patys pagrindiniai chromatino baltymai. O gausos požiūriu jie yra proporcingi DNR kiekiui.

Mes turime penkių rūšių histonus. Jo klasifikacija istoriškai buvo grindžiama bazinių aminorūgščių kiekiu. Histonų klasės praktiškai nekintamos tarp eukariotų grupių.

Šis evoliucinis išsaugojimas priskiriamas didžiuliam histonų vaidmeniui organinėse būtybėse.

Pasikeitus bet kokio histono kodai, organizmas susidurs su rimtomis pasekmėmis, nes jo DNR pakavimas bus sugedęs. Taigi natūrali atranka yra atsakinga už šių nefunkcinių variantų pašalinimą.

Tarp skirtingų grupių labiausiai konservuoti yra H3 ir H4 histonai. Tiesą sakant, sekos yra identiškos organizmuose, viena nuo kitos - filogenetiškai kalbant - kaip karvė ir žirnis.

DNR susisieja su vadinamuoju histono oktameriu, o ši struktūra yra nukleosoma - pirmasis genetinės medžiagos sutankinimo lygis.

Protaminai

Protaminai yra maži branduoliniai baltymai (žinduoliuose juos sudaro beveik 50 aminorūgščių polipeptidas), pasižymintys dideliu aminorūgščių liekanos arginino kiekiu. Pagrindinis protaminų vaidmuo yra pakeisti histonus spermatogenezės haploidinėje fazėje.

Buvo pasiūlyta, kad šios rūšies pagrindiniai baltymai yra nepaprastai svarbūs vyriškos lyties lytinių ląstelių DNR pakavimui ir stabilizavimui. Jie skiriasi nuo histonų tuo, kad leidžia tankiau pakuoti.

Stuburiniuose gyvūnuose rasta nuo 1 iki 15 baltymus koduojančių sekų, kurios visos sugrupuotos toje pačioje chromosomoje. Eilių palyginimas rodo, kad jie išsivystė iš histonų. Labiausiai tirti žinduoliai yra vadinami P1 ir P2.

Ribosomos

Ryškiausias baltymų, jungiančių RNR, pavyzdys yra ribosomos. Tai struktūros, esančios beveik visuose gyvuose dalykuose - nuo mažų bakterijų iki didelių žinduolių.

Ribosomos atlieka pagrindinę funkciją - RNR pranešimą paversti aminorūgščių seka.

Tai yra labai sudėtingas molekulinis mechanizmas, sudarytas iš vienos ar daugiau ribosomų RNR ir baltymų rinkinio. Ląstelių citoplazmoje juos galime rasti laisvus arba įtvirtintus grubiame endoplazminiame retikulume (iš tikrųjų „šiurkštus“ šio skyriaus vaizdas atsiranda dėl ribosomų).

Tarp eukariotinių ir prokariotinių organizmų yra ribosomų dydžio ir struktūros skirtumų.

Nuorodos

1. Bakeris, TA, Watson, JD, Bell, SP, Gann, A., Losick, MA, ir Levine, R. (2003). Geno molekulinė biologija. „Benjamin-Cummings“ leidybos įmonė.
2. Balhorn, R. (2007). Spermos branduolinių baltymų protamino šeima. Genomo biologija, 8 (9), 227.
3. Darnell, JE, Lodish, HF ir Baltimore, D. (1990). Molekulinių ląstelių biologija. Mokslinės Amerikos knygos.
4. Jiménez García, LF (2003). Ląstelių ir molekulių biologija. „Pearson Education of Mexico“.
5. Lewinas, B (2004). Genai VIII. „Pearson Prentice“ salė.
6. Teijón, JM (2006). Struktūrinės biochemijos pagrindai. Redakcija Tébar.