Nucleoproteine

Le istoni sono un tipo evidenziato di nucleoproteine. Fonte: Asasia, Wikimedia Commons

Cosa sono le nucleoproteine?

IL nucleoproteine Sono qualsiasi tipo di proteina che è strutturalmente associata a un acido nucleico -che è RNA (acido ribonucleico) o DNA (acido deossiribonucleico)-. Gli esempi più importanti sono ribosomi, nucleosomi e nucleocapsidi nei virus.

Tuttavia, qualsiasi proteina che si unisce al DNA come nucleoproteina non può essere considerata. Questi sono caratterizzati dalla formazione di complessi stabili e non da una semplice associazione transitoria, come proteine ​​che mediano la sintesi e la degradazione del DNA, che interagiscono in modo momentaneo e breve-.

Le funzioni delle nucleoproteine ​​variano ampiamente e dipendono dal gruppo per studiare. Ad esempio, la funzione principale degli istoni è la compattazione del DNA nei nucleosomi, mentre i ribosomi partecipano alla sintesi proteica.

Struttura

Generalmente, le nucleoproteine ​​sono costituite da un'alta percentuale di rifiuti di aminoacidi di base (lisina, arginina e istidina). Ogni nucleoproteina ha la sua struttura particolare, ma tutti convergono contenenti aminoacidi di questo tipo.

Per il pH fisiologico, questi aminoacidi sono caricati positivamente, il che porta a interazioni con molecole di materiale genetico. Successivamente vedremo come si verificano queste interazioni.

Natura dell'interazione

Gli acidi nucleici sono formati da uno scheletro di zuccheri e fosfati, che gli danno un carico negativo. Questo fattore è la chiave per capire come le nucleoproteine ​​interagiscono con gli acidi nucleici. L'unione che esiste tra proteine ​​e materiale genetico è stabilizzata da legami non covalenti.

Inoltre, seguendo i principi di base della elettrostatica (legge di Coulomb), scopriamo che sono attratti da carichi di segni diversi (+ e -).

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L'attrazione tra i carichi positivi delle proteine ​​e gli aspetti negativi del materiale genetico provoca interazioni del tipo non specifico. Al contrario, i sindacati specifici si verificano in alcune sequenze, come l'RNA ribosomiale.

Esistono diversi fattori in grado di alterare le interazioni tra proteina e materiale genetico. Tra le più importanti ci sono le concentrazioni di sali, che aumentano la forza ionica nella soluzione, la tensione ionogena e altri composti chimici di natura polare, come il fenolo, la formamide, tra gli altri.

Classificazione e funzioni

Le nucleoproteine ​​sono classificate in base all'acido nucleico a cui sono collegati. Pertanto, possiamo distinguere tra due gruppi ben definiti: deossiribonucleoproteine ​​e ribonucleoproteine. Logicamente, i primi stanno prendendo di mira il DNA e il secondo all'RNA.

Desoxyribonucleoproteine

La funzione più eccezionale delle deossiribonucleoproteine ​​è la compattazione del DNA. La cellula deve affrontare una sfida che sembra quasi impossibile da superare: arrotolata adeguatamente quasi due metri di DNA in un nucleo microscopico. Questo fenomeno può essere raggiunto grazie all'esistenza di nucleoproteine ​​che organizzano il filo.

Questo gruppo è anche associato a funzioni regolatori nei processi di replicazione, trascrizione del DNA, ricombinazione omologa, tra gli altri.

Ribonucleoproteine

Le ribonucleoproteine, d'altra parte, svolgono funzioni indispensabili, coperte dalla replicazione del DNA alla regolazione dell'espressione genica e della regolazione del metabolismo centrale dell'RNA.

Sono anche correlati a funzioni protettive, poiché l'RNA Messenger non è mai libero nella cellula, perché è incline al degrado. Per evitare questo, una serie di ribonucleoproteine ​​sono associate a questa molecola nei complessi di protezione.

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Lo stesso sistema si trova nei virus, che proteggono le loro molecole di RNA dall'azione enzimatica che potrebbero degradarlo.

Esempi

Istoni

Gli istoni corrispondono al componente proteico della cromatina. Sono i più importanti in questa categoria, sebbene troviamo anche altre proteine ​​legate al DNA che non sono istoni e sono incluse in un ampio gruppo chiamato proteine ​​nonistoniche.

Strutturalmente, sono le proteine ​​della cromatina più elementari. E, dal punto di vista dell'abbondanza, sono proporzionali alla quantità di DNA.

Abbiamo cinque tipi di istoni. La sua classificazione si basava, storicamente, sul contenuto di aminoacidi di base. Le lezioni di Histonas sono praticamente invariabili tra i gruppi di eucarioti.

Questa conservazione evolutiva è attribuita all'enorme ruolo che gli istoni svolgono negli esseri organici.

Nel caso in cui la sequenza che codifica per alcuni cambiamenti dell'istone, l'organismo dovrà affrontare gravi conseguenze, poiché il suo packaging del DNA sarà difettoso. Pertanto, la selezione naturale è responsabile dell'eliminazione di queste varianti non funzionali.

Tra i diversi gruppi, i più conservati sono gli istoni H3 e H4. In effetti, le sequenze sono identiche in organismi così distanti - in modo filogeneticamente parlando - come una mucca e un pisello.

Il DNA si iscrive a quello che è noto come ottamero dell'istone e questa struttura è il nucleosoma: il primo livello di compattazione del materiale genetico.

Protamine

Le protamine sono piccole proteine ​​nucleari (nei mammiferi sono composte da un polipeptide di quasi 50 aminoacidi), caratterizzati da un alto contenuto del residuo di aminoacidi di arginina. Il ruolo principale delle protamine è sostituire gli istoni nella fase aploide della spermatogenesi.

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È stato proposto che questo tipo di proteine ​​di base sia cruciale per l'imballaggio e la stabilizzazione del DNA nel gamete maschile. Differiscono dagli istoni, poiché consente un imballaggio più denso.

Nei vertebrati sono stati trovati da 1 a 15 sequenze di codifica per protamine, tutte raggruppate nello stesso cromosoma. Il confronto delle sequenze suggerisce che si sono evoluti dagli istoni. I più studiati nei mammiferi sono chiamati P1 e P2.

Ribosomi

L'esempio più notevole di proteine ​​che si legano all'RNA. Sono strutture presenti, praticamente, in tutti gli esseri viventi, da piccoli batteri ai grandi mammiferi-.

I ribosomi hanno quando la sua funzione principale traduce il messaggio dell'RNA in una sequenza di aminoacidi.

Sono un meccanismo molecolare altamente complesso, formato da una o più ribosomali e una serie di proteine. Possiamo trovarli liberi all'interno del citoplasma cellulare o ancorati nel reticolo endoplasmatico rozzo (in effetti, l'aspetto "ruvido" di questo compartimento è dovuto ai ribosomi).

Ci sono differenze nelle dimensioni e nella struttura dei ribosomi tra eucarioti e organismi procariotici.

Telomerasi

È una ribonucleoproteina presente nelle cellule della linea germinale (tessuti fetali e cellule staminali).

Riferimenti

1. Balhorn, R. La famiglia di protamina di proteine ​​nucleari dello sperma. Biologia del genoma.
2. Darnell, J. E., Lodish, h. F., & Baltimora, D. Biologia cellulare molecolare. Libri americani scientifici.