Nucléoprotéines

Les histonas sont un type de nucléoprotéine mis en évidence. Source: Asasia, Wikimedia Commons

Que sont les nucléoprotéines?

Le nucléoprotéines Ils sont tout type de protéine structurellement associé à un acide nucléique - être l'ARN (acide ribonucléique) ou l'ADN (acide désoxyribonucléique)-. Les exemples les plus importants sont les ribosomes, les nucléosomes et les nucléocapsides dans les virus.

Cependant, toute protéine qui rejoint l'ADN comme une nucléoprotéine ne peut être considérée. Ceux-ci sont caractérisés par la formation de complexes stables, et non par une association transitoire simple - comme des protéines qui médiatisent la synthèse et la dégradation de l'ADN, qui interagissent de manière momentanée et brève-.

Les fonctions des nucléoprotéines varient beaucoup et dépendent du groupe pour étudier. Par exemple, la fonction principale des histones est le compactage de l'ADN dans les nucléosomes, tandis que les ribosomes participent à la synthèse des protéines.

Structure

Généralement, les nucléoprotéines sont constituées d'un pourcentage élevé de déchets d'acides aminés de base (lysine, arginine et histidine). Chaque nucléoprotéine a sa structure particulière, mais toutes convergent dans la contenu des acides aminés de ce type.

Au pH physiologique, ces acides aminés sont chargés positivement, ce qui conduit à des interactions avec les molécules de matériel génétique. Ensuite, nous verrons comment ces interactions se produisent.

Nature de l'interaction

Les acides nucléiques sont formés par un squelette de sucres et de phosphates, ce qui lui donne une charge négative. Ce facteur est la clé pour comprendre comment les nucléoprotéines interagissent avec les acides nucléiques. L'union qui existe entre les protéines et les matières génétiques est stabilisée par des liaisons non covalentes.

De plus, en suivant les principes de base de l'électrostatique (loi de Coulomb), nous constatons que des charges de signes différents (+ et -) sont attirées.

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L'attraction entre les charges positives des protéines et négatifs du matériel génétique entraîne des interactions du type non spécifique. En revanche, des syndicats spécifiques se produisent dans certaines séquences, comme l'ARN ribosomal.

Il existe différents facteurs capables de modifier les interactions entre les protéines et les matériaux génétiques. Parmi les plus importants figurent les concentrations de sels, qui augmentent la force ionique dans la solution, la tension ionogène et d'autres composés chimiques de nature polaire, tels que le phénol, le formamide, entre autres.

Classification et fonctions

Les nucléoprotéines sont classées selon l'acide nucléique à laquelle ils sont liés. Ainsi, nous pouvons faire la distinction entre deux groupes bien définis: les désoxyribonucléoprotéines et les ribonucléoprotéines. Logiquement, les premiers ciblent l'ADN et le second de l'ARN.

Desxyribonucléoprotéines

La fonction la plus remarquable des désoxyribonucléoprotéines est le compactage de l'ADN. La cellule fait face à un défi qui semble presque impossible à surmonter: enrouler adéquatement près de deux mètres d'ADN dans un noyau microscopique. Ce phénomène peut être réalisé grâce à l'existence de nucléoprotéines qui organisent le volet.

Ce groupe est également associé aux fonctions de régulation dans les processus de réplication, la transcription de l'ADN, la recombinaison homologue, entre autres.

Ribonucléoprotéines

Les ribonucléoprotéines, en revanche, remplissent des fonctions indispensables, couvertes par la réplication de l'ADN à la régulation de l'expression des gènes et de la régulation du métabolisme central de l'ARN.

Ils sont également liés à des fonctions de protection, car l'ARN messager n'est jamais libre dans la cellule, car il est sujet à la dégradation. Pour éviter cela, une série de ribonucléoprotéines sont associées à cette molécule dans les complexes de protection.

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Le même système se trouve dans les virus, qui protègent leurs molécules d'ARN de l'action enzymatique qui pourrait la dégrader.

Exemples

Histones

Les histones correspondent au composant protéique de la chromatine. Ils sont les plus importants dans cette catégorie, bien que nous trouvions également d'autres protéines liées à l'ADN qui ne sont pas des histones, et sont incluses dans un large groupe appelé protéines non histoniques.

Structurellement, ce sont les protéines de chromatine les plus élémentaires. Et, du point de vue de l'abondance, ils sont proportionnels à la quantité d'ADN.

Nous avons cinq types d'histones. Sa classification était basée, historiquement, sur le contenu de base des acides aminés. Les classes d'histonas sont pratiquement invariables parmi les groupes eucaryotes.

Cette conservation évolutive est attribuée au rôle énorme que jouent les histones dans les êtres organiques.

Dans le cas où la séquence qui code pour certains changements d'histones, l'organisme sera confronté à de graves conséquences, car son emballage ADN sera défectueux. Ainsi, la sélection naturelle est responsable de l'élimination de ces variantes non fonctionnelles.

Parmi les différents groupes, les plus conservés sont les histones H3 et H4. En fait, les séquences sont identiques dans des organismes aussi éloignés - philogénétiquement parlant - comme une vache et un pois.

L'ADN est inscrit à ce que l'on appelle l'octamère histone, et cette structure est le nucléosome: le premier niveau de compactage du matériel génétique.

Protamines

Les protamines sont de petites protéines nucléaires (chez les mammifères, elles sont composées d'un polypeptide de près de 50 acides aminés), caractérisée par une teneur élevée du résidu d'acides aminés d'arginine. Le rôle principal des protamines est de remplacer les histones dans la phase haploïde de la spermatogenèse.

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Il a été proposé que ce type de protéines de base soit crucial pour l'emballage et la stabilisation de l'ADN dans le gamète masculin. Ils diffèrent des histones, car il permet un emballage le plus dense.

Dans les vertébrés, ont été trouvés de 1 à 15 séquences de codage pour les protamines, tous regroupés dans le même chromosome. La comparaison des séquences suggère qu'ils ont évolué à partir des histones. Les plus étudiés chez les mammifères sont appelés P1 et P2.

Ribosomes

L'exemple le plus notable de protéines qui se lient à l'ARN. Ce sont des structures présentes, pratiquement, tous des êtres vivants - des petites bactéries aux grands mammifères-.

Les ribosomes ont comme sa fonction principale traduit le message de l'ARN dans une séquence d'acides aminés.

Ils sont une machinerie moléculaire très complexe, formée par une ou plusieurs ribosomales et un ensemble de protéines. Nous pouvons les trouver librement à l'intérieur du cytoplasme cellulaire, ou ancrés dans le réticulum endoplasmique rugueux (en fait, l'apparence «rugueuse» de ce compartiment est due aux ribosomes).

Il existe des différences dans la taille et la structure des ribosomes entre les organismes eucaryot et procaryotes.

Télomérases

C'est une ribonucléoprotéine présente dans les cellules de la lignée germinale (tissus fœtaux et cellules souches).

Les références

1. Balhorn, R. La famille de protéines nucléaires de sperme protamine. Biologie du génome.
2. Darnell, J. ET., Lodish, H. F., & Baltimore, D. Biologie des cellules moléculaires. Livres américains scientifiques.