Nucleoproteínas: estrutura, funções e exemplos

Uma nucleoproteína é qualquer tipo de proteína estruturalmente associada a um ácido nucleico – RNA (ácido ribonucleico) ou DNA (ácido desoxirribonucleico). Os exemplos mais proeminentes são ribossomos , nucleossomos e nucleocapsídeos em vírus.

No entanto, qualquer proteína que se ligue ao DNA não pode ser considerada uma nucleoproteína. Eles são caracterizados pela formação de complexos estáveis, e não por uma simples associação transitória – como proteínas que mediam a síntese e a degradação do DNA, que interagem momentânea e brevemente.

Nucleoproteínas: estrutura, funções e exemplos 1

Histonas são um tipo de nucleoproteína proeminente.Fonte: Asasia [domínio público], do Wikimedia Commons

As funções das nucleoproteínas variam amplamente e dependem do grupo a ser estudado. Por exemplo, a principal função das histonas é a compactação do DNA nos nucleossomos, enquanto os ribossomos participam da síntese de proteínas.

Estrutura

Geralmente, as nucleoproteínas são constituídas por uma alta porcentagem de resíduos de aminoácidos básicos (lisina, arginina e histidina). Cada nucleoproteína tem sua própria estrutura, mas todas convergem em conter aminoácidos desse tipo.

No pH fisiológico, esses aminoácidos são carregados positivamente, o que incentiva interações com moléculas de material genético. A seguir, veremos como essas interações ocorrem.

Natureza da interação

Os ácidos nucléicos são formados por um esqueleto de açúcares e fosfatos, que dão uma carga negativa. Esse fator é essencial para entender como as nucleoproteínas interagem com os ácidos nucleicos. A ligação entre proteínas e material genético é estabilizada por ligações não covalentes.

Além disso, seguindo os princípios básicos da eletrostática (lei de Coulomb), descobrimos que cargas de diferentes sinais (+ e -) se atraem.

A atração entre proteínas positivas e cargas negativas do material genético resulta em interações inespecíficas. Em contraste, a ligação específica ocorre em certas sequências, como no RNA ribossômico .

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Existem diferentes fatores que são capazes de alterar as interações entre a proteína e o material genético. Entre as mais importantes estão as concentrações de sal, que aumentam a força iônica na solução; surfactantes ionogênicos e outros compostos químicos de natureza polar, como fenol, formamida, entre outros.

Classificação e funções

As nucleoproteínas são classificadas de acordo com o ácido nucleico ao qual estão ligadas. Assim, podemos distinguir entre dois grupos bem definidos: desoxirribonucleoproteínas e ribonucleoproteínas. Logicamente, o primeiro tem como alvo o DNA e o segundo RNA.

Desoxirribonucleoproteínas

A função mais proeminente das desoxirribonucleoproteínas é a compactação de DNA. A célula enfrenta um desafio que parece quase impossível de superar: enrolar adequadamente quase dois metros de DNA em um núcleo microscópico. Este fenômeno pode ser alcançado graças à existência de nucleoproteínas que organizam o cordão.

Esse grupo também está associado a funções regulatórias nos processos de replicação, transcrição de DNA, recombinação homóloga, entre outros.

Ribonucleoproteínas

As ribonucleoproteínas, por outro lado, cumprem funções indispensáveis, variando da replicação do DNA à regulação da expressão gênica e à regulação do metabolismo central do RNA.

Eles também estão relacionados a funções protetoras, uma vez que o RNA mensageiro nunca é livre na célula, porque é propenso a degradação. Para evitar isso, uma série de ribonucleoproteínas está associada a essa molécula em complexos de proteção.

O mesmo sistema é encontrado nos vírus, que protegem suas moléculas de RNA da ação de enzimas que podem degradá-lo.

Exemplos

Histonas

As histonas correspondem ao componente proteico da cromatina. Eles são os mais proeminentes nessa categoria, embora também encontremos outras proteínas ligadas ao DNA que não são histonas e estão incluídas em um grande grupo chamado proteínas não histônicas.

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Estruturalmente, são as proteínas cromatinas mais básicas. E, do ponto de vista da abundância, são proporcionais à quantidade de DNA.

Temos cinco tipos de histonas. Sua classificação foi historicamente baseada no conteúdo de aminoácidos básicos. As classes de histonas são praticamente inalteradas entre os grupos eucarióticos.

Essa conservação evolutiva é atribuída ao enorme papel que as histonas desempenham nos seres orgânicos.

Caso a sequência que codifique qualquer histona mude, o organismo enfrentará sérias conseqüências, pois sua embalagem de DNA estará com defeito. Assim, a seleção natural é responsável por eliminar essas variantes não funcionais.

Entre os diferentes grupos, os mais conservados são as histonas H3 e H4. De fato, as seqüências são idênticas em organismos tão distantes – falando filogeneticamente – como uma vaca e uma ervilha.

O DNA é enrolado no que é conhecido como histona octâmero, e essa estrutura é o nucleossomo: o primeiro nível de compactação do material genético.

Protaminas

As protaminas são pequenas proteínas nucleares (em mamíferos são compostas por um polipeptídeo de quase 50 aminoácidos), caracterizado por possuir um alto conteúdo do resíduo de aminoácido arginina. O principal papel das protaminas é substituir as histonas na fase haplóide da espermatogênese.

Foi proposto que esses tipos de proteínas básicas são cruciais para o empacotamento e estabilização do DNA no gameta masculino. Eles diferem das histonas, pois permitem embalagens mais densas.

Nos vertebrados , foram encontradas 1 a 15 seqüências codificantes para as proteínas, todas agrupadas no mesmo cromossomo. A comparação de sequências sugere que elas evoluíram a partir de histonas. Os mais estudados em mamíferos são chamados P1 e P2.

Ribossomos

O exemplo mais conspícuo de proteínas que se ligam ao RNA está nos ribossomos. São estruturas presentes em praticamente todos os seres vivos – de pequenas bactérias a grandes mamíferos.

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Os ribossomos têm a função principal de traduzir a mensagem de RNA em uma sequência de aminoácidos.

Eles são um mecanismo molecular altamente complexo, formado por um ou mais RNAs ribossômicos e um conjunto de proteínas. Podemos encontrá-los livres no citoplasma celular ou ancorados no retículo endoplasmático rugoso (de fato, o aspecto “rugoso” deste compartimento é devido aos ribossomos).

Existem diferenças no tamanho e na estrutura dos ribossomos entre organismos eucarióticos e procarióticos.

Referências

  1. Baker, TA, Watson, JD, Bell, SP, Gann, A., Losick, MA, e Levine, R. (2003).Biologia molecular do gene . Editora Benjamin-Cummings.
  2. Balhorn, R. (2007). A família protamina das proteínas nucleares do esperma.Biologia do genoma , 8 (9), 227.
  3. Darnell, JE, Lodish, HF e Baltimore, D. (1990).Biologia celular molecular . Scientific American Books
  4. Jiménez García, LF (2003).Biologia celular e molecular . Educação Pearson do México.
  5. Lewin, B. (2004).Genes VIII . Pearson Prentice Hall.
  6. Teijón, JM (2006).Fundamentos da bioquímica estrutural . Tébar editorial.

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