Cấu trúc, chức năng và ví dụ về nucleoprotein



Một nucleoprotein là bất kỳ loại protein nào có cấu trúc liên kết với axit nucleic - hoặc RNA (axit ribonucleic) hoặc DNA (axit deoxyribonucleic). Các ví dụ nổi bật nhất là ribosome, nucleosome và nucleocapsids trong virus.

Tuy nhiên, bất kỳ protein nào liên kết với DNA là nucleoprotein đều không thể được xem xét. Chúng được đặc trưng bằng cách hình thành các phức ổn định và không phải là một liên kết thoáng qua đơn giản - như các protein làm trung gian cho quá trình tổng hợp và suy thoái DNA, tương tác nhanh chóng và ngắn.

Các chức năng của nucleoprotein rất khác nhau, và phụ thuộc vào nhóm được nghiên cứu. Ví dụ, chức năng chính của histones là sự nén DNA vào các nhiễm sắc thể, trong khi các ribosome tham gia vào quá trình tổng hợp protein.

Chỉ số

  • 1 cấu trúc
  • 2 Bản chất của sự tương tác
  • 3 Phân loại và chức năng
    • 3.1 Deoxyribonucleoprotein
    • 3.2 Ribonucleoprotein
  • 4 ví dụ
    • 4.1 Lịch sử
    • 4.2 Protamines
    • 4.3 Ribosome
  • 5 tài liệu tham khảo

Cấu trúc

Thông thường, nucleoprotein được tạo thành từ một tỷ lệ cao dư lượng axit amin cơ bản (lysine, arginine và histidine). Mỗi nucleoprotein có cấu trúc riêng, nhưng tất cả đều hội tụ để chứa các axit amin loại này.

Ở pH sinh lý, các axit amin này tích điện dương, tạo điều kiện thuận lợi cho các tương tác với các phân tử của vật liệu di truyền. Tiếp theo chúng ta sẽ xem các tương tác này xảy ra như thế nào.

Bản chất của sự tương tác

Các axit nucleic được hình thành bởi một bộ xương gồm đường và phốt phát, tạo cho nó một điện tích âm. Yếu tố này là chìa khóa để hiểu làm thế nào nucleoprotein tương tác với axit nucleic. Sự kết hợp tồn tại giữa các protein và vật liệu di truyền được ổn định bởi các liên kết không cộng hóa trị.

Ngoài ra, tuân theo các nguyên tắc cơ bản của tĩnh điện (định luật Coulomb), chúng tôi thấy rằng các điện tích của các dấu hiệu khác nhau (+ và -) bị thu hút.

Sự hấp dẫn giữa các điện tích dương của protein và các điện tích âm của vật liệu di truyền làm phát sinh các tương tác của loại không đặc hiệu. Ngược lại, các mối nối cụ thể xảy ra trong một số trình tự nhất định, chẳng hạn như RNA ribosome.

Có nhiều yếu tố khác nhau có khả năng thay đổi sự tương tác giữa protein và vật liệu di truyền. Trong số quan trọng nhất là nồng độ muối, làm tăng cường độ ion trong dung dịch; Các chất hoạt động bề mặt ion hóa và các hợp chất hóa học khác có tính chất cực, như phenol, formamide, trong số những chất khác.

Phân loại và chức năng

Nucleoprotein được phân loại theo axit nucleic mà chúng liên kết. Vì vậy, chúng ta có thể phân biệt giữa hai nhóm được xác định rõ: deoxyribonucleoprotein và ribonucleoprotein. Theo logic, những cái đầu tiên nhắm vào DNA và RNA thứ hai..

Deoxyribonucleoprotein

Chức năng nổi bật nhất của deoxyribonucleoprotein là sự nén DNA. Tế bào phải đối mặt với một thách thức dường như gần như không thể vượt qua: cuộn đúng gần hai mét DNA trong một hạt nhân siêu nhỏ. Hiện tượng này có thể đạt được nhờ sự tồn tại của nucleoprotein tổ chức chuỗi.

Nhóm này cũng được liên kết với các chức năng điều tiết trong các quá trình sao chép, sao chép DNA, tái tổ hợp tương đồng, trong số những người khác..

Ribonucleoprotein

Ribonucleoprotein, mặt khác, thực hiện các chức năng thiết yếu, từ sao chép DNA đến điều hòa biểu hiện gen và điều hòa chuyển hóa RNA trung tâm.

Chúng cũng liên quan đến chức năng bảo vệ, vì RNA thông tin không bao giờ tự do trong tế bào, vì nó dễ bị thoái hóa. Để tránh điều này, một loạt các ribonucleoprotein được liên kết với phân tử này trong các phức hợp bảo vệ.

Hệ thống tương tự được tìm thấy trong các virus, bảo vệ các phân tử RNA của chúng khỏi tác động của các enzyme có thể làm suy giảm nó..

Ví dụ

Lịch sử

Histones tương ứng với thành phần protein của chromatin. Chúng là những sản phẩm nổi bật nhất trong danh mục này, mặc dù chúng tôi cũng tìm thấy các protein khác được liên kết với DNA không phải là histone và được bao gồm trong một nhóm rộng gọi là protein không histone.

Về mặt cấu trúc, chúng là các protein nhiễm sắc cơ bản nhất. Và, từ quan điểm của sự phong phú, chúng tỷ lệ thuận với số lượng DNA.

Chúng tôi có năm loại histones. Phân loại của nó dựa trên lịch sử về hàm lượng axit amin cơ bản. Các lớp histone thực tế là bất biến giữa các nhóm sinh vật nhân chuẩn.

Bảo tồn tiến hóa này được quy cho vai trò to lớn của histones trong sinh vật hữu cơ.

Trong trường hợp trình tự mã hóa cho một số thay đổi histone, sinh vật sẽ phải đối mặt với hậu quả nghiêm trọng, vì việc đóng gói DNA của nó sẽ bị lỗi. Do đó, chọn lọc tự nhiên chịu trách nhiệm loại bỏ các biến thể không chức năng này.

Trong số các nhóm khác nhau, histones được bảo tồn nhiều nhất là H3 và H4. Trên thực tế, các trình tự giống hệt nhau ở các sinh vật ở rất xa - nói theo kiểu phát sinh - giống như một con bò và hạt đậu.

DNA được xác định trong cái được gọi là octamer histone và cấu trúc này là bộ nhiễm sắc thể: cấp độ nén đầu tiên của vật liệu di truyền.

Protamines

Protamines là các protein hạt nhân nhỏ (động vật có vú bao gồm một polypeptide gồm gần 50 axit amin), được đặc trưng bởi hàm lượng cao của axit amin dư lượng arginine. Vai trò chính của protamines là thay thế histone trong giai đoạn đơn bội của quá trình sinh tinh trùng.

Người ta đã đề xuất rằng loại protein cơ bản này rất quan trọng cho việc đóng gói và ổn định DNA trong giao tử đực. Chúng khác với histones, vì chúng cho phép bao bì dày đặc hơn.

Ở động vật có xương sống, 1 đến 15 trình tự mã hóa đã được tìm thấy cho protein, tất cả được nhóm trong cùng một nhiễm sắc thể. So sánh trình tự cho thấy rằng họ đã phát triển từ histones. Các nghiên cứu nhiều nhất ở động vật có vú được gọi là P1 và P2.

Ribosome

Ví dụ dễ thấy nhất về các protein liên kết với RNA là trong các ribosome. Chúng là những cấu trúc có mặt trong hầu hết tất cả các sinh vật sống - từ vi khuẩn nhỏ đến động vật có vú lớn.

Chức năng chính của ribosome là dịch thông điệp RNA thành chuỗi axit amin.

Chúng là một bộ máy phân tử rất phức tạp, được hình thành bởi một hoặc nhiều RNA ribosome và một bộ protein. Chúng ta có thể tìm thấy chúng miễn phí trong tế bào chất của tế bào, hoặc được neo trong mạng lưới nội chất thô (trên thực tế, khía cạnh "thô" của khoang này là do các ribosome).

Có sự khác biệt về kích thước và cấu trúc của ribosome giữa sinh vật nhân chuẩn và sinh vật nhân sơ.

Tài liệu tham khảo

  1. Baker, T. A., Watson, J.D., Bell, S.P., Gann, A., Losick, M.A., & Levine, R. (2003). Sinh học phân tử của gen. Công ty xuất bản Benjamin-Cummings.
  2. Balhorn, R. (2007). Họ protamine của protein hạt nhân tinh trùng. Sinh học bộ gen, 8(9), 227.
  3. Darnell, J. E., Lodish, H. F., & Baltimore, D. (1990). Sinh học tế bào phân tử. Sách khoa học Mỹ.
  4. Jiménez García, L. F. (2003). Sinh học tế bào và phân tử. Giáo dục Pearson của Mexico.
  5. Luân Đôn, B (2004). Gen VIII. Hội trường Prentice Pearson.
  6. Teijón, J. M. (2006). Nguyên tắc cơ bản của hóa sinh cấu trúc. Biên tập Tébar.