NÜKLEOPROTEINLER: YAPI, FONKSIYONLAR VE ÖRNEKLER - BIYOLOJI - 2024

Bir nükleoprotein , yapısal olarak bir nükleik asitle ilişkili herhangi bir protein türüdür - RNA (ribonükleik asit) veya DNA (deoksiribonükleik asit). Virüslerdeki en belirgin örnekler ribozomlar, nükleozomlar ve nükleokapsidlerdir.

Bununla birlikte, DNA'ya bağlanan herhangi bir protein bir nükleoprotein olarak kabul edilemez. Bunlar, geçici ve kısa süreli etkileşime giren DNA sentezine ve bozulmasına aracılık eden proteinler gibi basit bir geçici ilişki değil, kararlı kompleksler oluşturarak karakterize edilir.

Histonlar, bir tür belirgin nükleoproteindir. Kaynak: Asasia, Wikimedia Commons'tan

Nükleoproteinlerin işlevleri büyük ölçüde değişir ve incelenecek gruba bağlıdır. Örneğin, histonların ana işlevi DNA'nın nükleozomlara sıkıştırılmasıdır, ribozomlar ise proteinlerin sentezine katılır.

Yapısı

Genel olarak nükleoproteinler, yüksek oranda bazik amino asit kalıntılarından (lizin, arginin ve histidin) oluşur. Her nükleoproteinin kendine özgü yapısı vardır, ancak hepsi bu türden amino asitleri içerecek şekilde birleşirler.

Fizyolojik pH'ta, bu amino asitler pozitif yüklüdür ve bu da genetik materyalin molekülleri ile etkileşime girmeye yardımcı olur. Daha sonra bu etkileşimlerin nasıl gerçekleştiğini göreceğiz.

Etkileşimin doğası

Nükleik asitler, onlara negatif bir yük veren şeker ve fosfatlardan oluşan bir omurgadan oluşur. Bu faktör, nükleoproteinlerin nükleik asitlerle nasıl etkileşime girdiğini anlamanın anahtarıdır. Proteinler ve genetik materyal arasında var olan bağ, kovalent olmayan bağlarla stabilize edilir.

Benzer şekilde, elektrostatiğin (Coulomb yasası) temel ilkelerini izleyerek, farklı işaretlerin (+ ve -) yüklerinin birbirini çektiğini görüyoruz.

Proteinlerin pozitif yükleri ile genetik materyalin negatif yükleri arasındaki çekim, spesifik olmayan etkileşimlere yol açar. Bunun aksine, ribozomal RNA gibi belirli dizilerde belirli bağlantılar meydana gelir.

Protein ile genetik materyal arasındaki etkileşimleri değiştirebilen farklı faktörler vardır. Bunların en önemlileri, çözeltideki iyonik gücü artıran tuz konsantrasyonlarıdır; İyonojenik yüzey aktif maddeler ve diğerleri arasında fenol, formamid gibi polar yapıya sahip diğer kimyasal bileşikler.

Sınıflandırma ve işlevler

Nükleoproteinler, bağlı oldukları nükleik aside göre sınıflandırılır. Böylece, iki iyi tanımlanmış grup arasında ayrım yapabiliriz: deoksiribonükleoproteinler ve ribonükleoproteinler. Mantıksal olarak, eski hedef DNA ve sonraki RNA.

Deoksiribonükleoproteinler

Deoksiribonükleoproteinlerin en belirgin işlevi DNA'nın sıkıştırılmasıdır. Hücre, üstesinden gelmesi neredeyse imkansız görünen bir zorlukla karşı karşıyadır: neredeyse iki metrelik DNA'yı mikroskobik bir çekirdeğe düzgün bir şekilde sarmak. Bu fenomen, ipliği düzenleyen nükleoproteinlerin varlığı sayesinde elde edilebilir.

Bu grup aynı zamanda diğerleri arasında replikasyon, DNA transkripsiyonu, homolog rekombinasyon süreçlerindeki düzenleyici işlevlerle de ilişkilidir.

Ribonükleoproteinler

Ribonükleoproteinler, DNA replikasyonundan gen ekspresyonunun düzenlenmesine ve merkezi RNA metabolizmasının düzenlenmesine kadar uzanan temel fonksiyonları yerine getirir.

Ayrıca, haberci RNA, bozulmaya meyilli olduğu için hücrede asla özgür olmadığından koruyucu işlevlerle de ilgilidir. Bundan kaçınmak için, bir dizi ribonükleoprotein, koruyucu komplekslerde bu molekülle birleşir.

Aynı sistemi, RNA moleküllerini onu parçalayabilecek enzimlerin etkisinden koruyan virüslerde de buluyoruz.

Örnekler

Histonlar

Histonlar, kromatinin protein bileşenine karşılık gelir. Histon olmayan ve histon olmayan proteinler olarak adlandırılan büyük bir gruba dahil olan DNA'ya bağlı başka proteinler bulmamıza rağmen, bunlar bu kategori içinde en öne çıkanlardır.

Yapısal olarak, kromatindeki en temel proteinlerdir. Ve bolluk açısından bakıldığında, DNA miktarı ile orantılıdırlar.

Beş çeşit histonumuz var. Sınıflandırması tarihsel olarak temel amino asitlerin içeriğine dayanıyordu. Ökaryotik gruplar arasında histon sınıfları pratik olarak değişmezdir.

Bu evrimsel koruma, histonların organik varlıklarda oynadığı muazzam role atfedilir.

Herhangi bir histon değişikliğini kodlayan dizinin olması durumunda organizma, DNA paketi kusurlu olacağından ciddi sonuçlarla karşılaşacaktır. Bu nedenle, doğal seçilim, bu işlevsel olmayan varyantları ortadan kaldırmaktan sorumludur.

Farklı gruplar arasında en korunan histonlar H3 ve H4'tür. Aslında, diziler birbirinden uzak organizmalarda - filogenetik olarak konuşursak - bir inek ve bir bezelye ile aynıdır.

DNA, kendisini histon oktameri olarak bilinen şeye sarar ve bu yapı nükleozomdur - genetik materyalin ilk sıkıştırma seviyesi.

Protaminler

Protaminler küçük nükleer proteinlerdir (memelilerde neredeyse 50 amino asitlik bir polipeptitten oluşurlar), yüksek miktarda amino asit arjinin içeriği ile karakterize edilir. Protaminlerin ana rolü, spermatogenezin haploid fazındaki histonları değiştirmektir.

Bu tip temel proteinlerin, erkek gamette DNA'nın paketlenmesi ve stabilizasyonu için çok önemli olduğu öne sürülmüştür. Histonlardan farklıdırlar çünkü daha yoğun paketlemeye izin verirler.

Omurgalılarda, hepsi aynı kromozom üzerinde gruplanmış proteinler için 1 ila 15 kodlama dizisi bulunmuştur. Sıra karşılaştırması, bunların histonlardan evrimleştiğini gösterir. Memelilerde en çok çalışılanlara P1 ve P2 denir.

Ribozomlar

RNA'ya bağlanan proteinlerin en göze çarpan örneği ribozomlardadır. Küçük bakterilerden büyük memelilere kadar neredeyse tüm canlılarda bulunan yapılardır.

Ribozomlar, RNA mesajını bir amino asit dizisine çevirme ana işlevine sahiptir.

Bir veya daha fazla ribozomal RNA ve bir dizi proteinden oluşan oldukça karmaşık bir moleküler mekanizma. Onları hücre sitoplazması içinde serbest bulabiliriz ya da kaba endoplazmik retikulumda sabitlenmiş halde bulabiliriz (aslında, bu bölmenin "pürüzlü" görünümü ribozomlardan kaynaklanmaktadır).

Ökaryotik ve prokaryotik organizmalar arasında ribozomların boyutu ve yapısı açısından farklılıklar vardır.

Referanslar

1. Baker, TA, Watson, JD, Bell, SP, Gann, A., Losick, MA ve Levine, R. (2003). Genin moleküler biyolojisi. Benjamin-Cummings Yayıncılık Şirketi.
2. Balhorn, R. (2007). Protamin ailesi sperm çekirdek proteinleri. Genom biyolojisi, 8 (9), 227.
3. Darnell, JE, Lodish, HF ve Baltimore, D. (1990). Moleküler hücre biyolojisi. Scientific American Books.
4. Jiménez García, LF (2003). Hücresel ve moleküler biyoloji. Meksika Pearson Education.
5. Lewin, B (2004). Genler VIII. Pearson Prentice Hall.
6. Teijón, JM (2006). Yapısal biyokimyanın temelleri. Editör Tébar.