โครงสร้างฟังก์ชันและตัวอย่างของนิวคลีโอโปรตีน

นิวคลีโอ เป็นโปรตีนประเภทใดก็ตามที่มีโครงสร้างเกี่ยวข้องกับกรดนิวคลีอิก - ทั้ง RNA (กรดริบอนนิวคลีอิก) หรือ DNA (กรด deoxyribonucleic) ตัวอย่างที่โดดเด่นที่สุดคือไรโบโซมนิวคลีโอโซมและนิวคลีโอแคปไซด์ในไวรัส.

อย่างไรก็ตามโปรตีนใด ๆ ที่จับกับ DNA เป็นนิวคลีโอโปรตีนไม่สามารถพิจารณาได้ สิ่งเหล่านี้โดดเด่นด้วยการสร้างสารประกอบเชิงซ้อนที่เสถียรและไม่ใช่ความสัมพันธ์ชั่วคราวอย่างง่าย - เช่นโปรตีนที่เป็นสื่อกลางในการสังเคราะห์และการเสื่อมสลายของ DNA ซึ่งมีปฏิสัมพันธ์ในชั่วขณะและชั่วครู่.

หน้าที่ของนิวคลีโอโปรตีนนั้นแตกต่างกันอย่างมากและขึ้นอยู่กับกลุ่มที่จะศึกษา ตัวอย่างเช่นหน้าที่หลักของฮิสโตนคือการบดอัดของดีเอ็นเอเข้าสู่นิวคลีโอโซมขณะที่ไรโบโซมมีส่วนร่วมในการสังเคราะห์โปรตีน.

ดัชนี

• 1 โครงสร้าง
• 2 ธรรมชาติของการมีปฏิสัมพันธ์
• 3 การจำแนกประเภทและฟังก์ชั่น
  • 3.1 Deoxyribonucleoproteins
  • 3.2 Ribonucleoproteins
• 4 ตัวอย่าง
  • 4.1 Histones
  • 4.2 Protamines
  • 4.3 ไรโบโซม
• 5 อ้างอิง

โครงสร้าง

โดยทั่วไปแล้วนิวคลีโอโปรตีนประกอบด้วยกรดอะมิโนพื้นฐานที่ตกค้างในระดับสูง (ไลซีน, อาร์จินีนและฮิสติดีน) นิวคลีโอโปรตีนแต่ละชนิดมีโครงสร้างเฉพาะ แต่ทุกอย่างมาบรรจบกันเพื่อให้มีกรดอะมิโนประเภทนี้.

ที่ค่า pH ทางสรีรวิทยากรดอะมิโนเหล่านี้มีประจุบวกซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการมีปฏิสัมพันธ์กับโมเลกุลของสารพันธุกรรม ต่อไปเราจะดูว่าการโต้ตอบเหล่านี้เกิดขึ้นได้อย่างไร.

ธรรมชาติของการมีปฏิสัมพันธ์

กรดนิวคลีอิกเกิดจากโครงกระดูกของน้ำตาลและฟอสเฟตซึ่งทำให้ประจุลบ ปัจจัยนี้เป็นกุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจว่านิวคลีโอโปรตีนทำปฏิกิริยากับกรดนิวคลีอิกได้อย่างไร การรวมตัวกันระหว่างโปรตีนและสารพันธุกรรมถูกทำให้เสถียรโดยพันธะโควาเลนต์.

นอกจากนี้ตามหลักการพื้นฐานของ electrostatics (กฎของคูลอมบ์) เราพบว่ามีการดึงดูดข้อหาที่แตกต่างกัน (+ และ -).

แรงดึงดูดระหว่างประจุบวกของโปรตีนกับประจุลบของสารพันธุกรรมทำให้เกิดปฏิกิริยาระหว่างกันกับชนิดที่ไม่จำเพาะ ในทางตรงกันข้ามการแยกเฉพาะเกิดขึ้นในบางลำดับเช่นไรโบโซมอล RNA.

มีปัจจัยที่แตกต่างกันซึ่งสามารถเปลี่ยนปฏิสัมพันธ์ระหว่างโปรตีนและสารพันธุกรรมได้ สิ่งที่สำคัญที่สุดคือความเข้มข้นของเกลือซึ่งเพิ่มความแข็งแรงของไอออนิกในสารละลาย สารลดแรงตึงผิวอิออนและสารเคมีอื่น ๆ ของธรรมชาติที่มีขั้วเช่นฟีนอลฟอร์มาไมด์และอื่น ๆ.

การจำแนกประเภทและฟังก์ชั่น

นิวคลีโอโปรตีนถูกจำแนกตามกรดนิวคลีอิกที่ถูกผูกไว้ ดังนั้นเราสามารถแยกความแตกต่างระหว่างสองกลุ่มที่กำหนดไว้อย่างดี: deoxyribonucleoproteins และ ribonucleoproteins เหตุผลแรกคือเป้าหมาย DNA และ RNA อันที่สอง.

Desoxirribonucleoproteínas

หน้าที่ที่โดดเด่นที่สุดของ deoxyribonucleoproteins คือการบดอัดของ DNA เซลล์เผชิญกับความท้าทายที่ดูเหมือนจะเป็นไปไม่ได้ที่จะเอาชนะได้: รวมตัวดีเอ็นเอในนิวเคลียสด้วยกล้องจุลทรรศน์เกือบสองเมตรอย่างเหมาะสม ปรากฏการณ์นี้สามารถเกิดขึ้นได้ด้วยการมีอยู่ของนิวคลีโอโปรตีนที่จัดระเบียบสายเกลียว.

กลุ่มนี้มีความเกี่ยวข้องกับหน้าที่ด้านระเบียบข้อบังคับในกระบวนการทำซ้ำการถอดความ DNA การรวมตัวกันที่ซ้ำซ้อนกันและอื่น ๆ.

ribonucleoprotein

ในทางกลับกัน Ribonucleoproteins จะทำหน้าที่ที่จำเป็นอย่างครบถ้วนตั้งแต่การจำลองดีเอ็นเอไปจนถึงการควบคุมการแสดงออกของยีนและการควบคุมการเผาผลาญอาร์เอ็นเอส่วนกลาง.

พวกเขายังเกี่ยวข้องกับฟังก์ชั่นการป้องกันเนื่องจาก Messenger RNA ไม่เคยว่างในเซลล์เพราะมันมีแนวโน้มที่จะเสื่อมสภาพ เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ชุดของ ribonucleoproteins เกี่ยวข้องกับโมเลกุลนี้ในคอมเพล็กซ์ป้องกัน.

ระบบเดียวกันนี้พบในไวรัสซึ่งปกป้องโมเลกุล RNA ของพวกเขาจากการกระทำของเอนไซม์ที่สามารถย่อยสลายได้.

ตัวอย่าง

histones

Histones สอดคล้องกับองค์ประกอบโปรตีนของ chromatin พวกมันโดดเด่นที่สุดในหมวดหมู่นี้ถึงแม้ว่าเราจะพบโปรตีนอื่น ๆ ที่เชื่อมโยงกับ DNA ที่ไม่ใช่ฮิสโตน.

โครงสร้างพวกมันเป็นโปรตีนโครมาตินพื้นฐานที่สุด และจากมุมมองของความอุดมสมบูรณ์พวกเขามีสัดส่วนกับปริมาณของดีเอ็นเอ.

เรามีฮิสโทนิกห้าชนิด การจำแนกประเภทของมันมีพื้นฐานมาจากเนื้อหาของกรดอะมิโนพื้นฐาน คลาสฮิสโตนนั้นมีค่าคงที่ในกลุ่มยูคาริโอต.

การอนุรักษ์วิวัฒนาการนี้เกิดจากการที่มีบทบาทอย่างมากในประวัติศาสตร์ของสิ่งมีชีวิตอินทรีย์.

ในกรณีที่มีการเปลี่ยนลำดับของฮิสโตนที่เปลี่ยนแปลงไปสิ่งมีชีวิตจะได้รับผลกระทบร้ายแรงเนื่องจากการบรรจุดีเอ็นเอจะมีข้อบกพร่อง ดังนั้นการคัดเลือกโดยธรรมชาติมีหน้าที่ในการกำจัดชุดย่อยที่ไม่สามารถใช้งานได้เหล่านี้.

ในกลุ่มที่แตกต่างกันฮีสต์ที่อนุรักษ์ไว้มากที่สุดคือ H3 และ H4 ในความเป็นจริงลำดับนั้นเหมือนกันในสิ่งมีชีวิตที่อยู่ไกลออกไป - พูดสายวิวัฒนาการ - เหมือนวัวและถั่ว.

DNA มีบาดแผลในสิ่งที่เรียกว่า histone octamer และโครงสร้างนี้เป็นนิวคลีโอโซม: การบดอัดระดับแรกของสารพันธุกรรม.

protamines

โพรทามีนเป็นโปรตีนนิวเคลียร์ขนาดเล็ก (สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมประกอบด้วยโพลีเปปไทด์ของกรดอะมิโนเกือบ 50 ตัว) โดดเด่นด้วยเนื้อหาของอาร์จินีนกรดอะมิโนที่มีปริมาณสูง บทบาทหลักของโพรทามีนคือการแทนที่ฮิสโตนในระยะฮับพลอยด์ของการสร้างสเปิร์ม.

มีการเสนอว่าโปรตีนพื้นฐานชนิดนี้มีความสำคัญต่อบรรจุภัณฑ์และความเสถียรของ DNA ในเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้ พวกเขาแตกต่างจากฮิสโตนเนื่องจากพวกเขาอนุญาตให้บรรจุภัณฑ์ที่หนาแน่น.

ในสัตว์มีกระดูกสันหลังพบว่าลำดับการเข้ารหัส 1 ถึง 15 ครั้งสำหรับโปรตีนทั้งหมดถูกจัดกลุ่มในโครโมโซมเดียวกัน การเปรียบเทียบลำดับแนะนำว่าพวกมันมีวิวัฒนาการมาจากฮิสโตน การศึกษามากที่สุดในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเรียกว่า P1 และ P2.

ไรโบโซม

ตัวอย่างที่เด่นชัดที่สุดของโปรตีนที่จับกับ RNA นั้นอยู่ในไรโบโซม พวกมันเป็นโครงสร้างในสิ่งมีชีวิตทุกชนิดตั้งแต่แบคทีเรียตัวเล็กจนถึงสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมขนาดใหญ่.

หน้าที่หลักของไรโบโซมคือการแปลข้อความ RNA เป็นลำดับกรดอะมิโน.

พวกมันเป็นเครื่องจักรโมเลกุลที่มีความซับซ้อนสูงซึ่งเกิดจากไรโบโซมอลอาร์เอ็นเออย่างน้อยหนึ่งตัวและชุดของโปรตีน เราสามารถหามันได้ฟรีภายในไซโตพลาสซึมของเซลล์หรือยึดใน reticulum endoplasmic แบบหยาบ (อันที่จริงแง่มุม "หยาบ" ของช่องนี้เกิดจากไรโบโซม).

ขนาดและโครงสร้างของไรโบโซมมีความแตกต่างกันระหว่างยูคาริโอตและโปรคาริโอต.

การอ้างอิง

1. Baker, T. A. , Watson, J.D. , Bell, S.P. , Gann, A. , Losick, M.A. , & Levine, R. (2003). อณูชีววิทยาของยีน. บริษัท สำนักพิมพ์ Benjamin-Cummings.
2. Balhorn, R. (2007) ตระกูล protamine ของโปรตีนนิวเคลียร์สเปิร์ม. ชีววิทยาของจีโนม, 8(9), 227.
3. Darnell, J. E. , Lodish, H. F. , & Baltimore, D. (1990). ชีววิทยาของเซลล์ระดับโมเลกุล. หนังสือวิทยาศาสตร์อเมริกัน.
4. JiménezGarcía, L. F. (2003). ชีววิทยาของเซลล์และโมเลกุล. เพียร์สันการศึกษาของเม็กซิโก.
5. Lewin, B (2004). ยีน VIII. หอศิษย์เพียร์สัน.
6. Teijón, J. M. (2006). ความรู้พื้นฐานทางชีวเคมีเชิงโครงสร้าง. Tébarบรรณาธิการ.