Sebuah nukleoprotein merupakan jenis protein yang secara struktural terkait dengan asam nukleat – baik RNA (ribonucleic acid) atau DNA (asam deoksiribonukleat). Contoh yang paling menonjol adalah ribosom , nukleosom, dan nukleokapsid pada virus.
Namun, tidak sembarang protein pengikat DNA dapat dianggap sebagai nukleoprotein. Ini dicirikan dengan membentuk kompleks yang stabil, dan bukan asosiasi sementara yang sederhana – seperti protein yang memediasi sintesis dan degradasi DNA, yang berinteraksi sesaat dan singkat.
Histon adalah jenis nukleoprotein yang menonjol. Sumber: Asasia [Domain publik], dari Wikimedia Commons
Fungsi nukleoprotein sangat bervariasi, dan tergantung pada kelompok yang akan dipelajari. Misalnya, fungsi utama histon adalah pemadatan DNA menjadi nukleosom, sedangkan ribosom berpartisipasi dalam sintesis protein.
Indeks artikel
Struktur
Umumnya, nukleoprotein terdiri dari persentase tinggi residu asam amino dasar (lisin, arginin, dan histidin). Setiap nukleoprotein memiliki struktur khusus sendiri, tetapi semua berkumpul untuk mengandung asam amino jenis ini.
Pada pH fisiologis, asam amino ini bermuatan positif, yang mendukung interaksi dengan molekul materi genetik. Selanjutnya kita akan melihat bagaimana interaksi tersebut terjadi.
Sifat interaksi
Asam nukleat terdiri dari tulang punggung gula dan fosfat, yang memberi mereka muatan negatif. Faktor ini adalah kunci untuk memahami bagaimana nukleoprotein berinteraksi dengan asam nukleat. Ikatan yang ada antara protein dan materi genetik distabilkan oleh ikatan non-kovalen.
Demikian juga, mengikuti prinsip dasar elektrostatika (hukum Coulomb), kita menemukan bahwa muatan yang berbeda tanda (+ dan -) saling tarik menarik.
Daya tarik antara muatan positif dari protein dan muatan negatif dari materi genetik menimbulkan interaksi non-spesifik. Sebaliknya, sambungan spesifik terjadi pada urutan tertentu, seperti RNA ribosom .
Ada berbagai faktor yang mampu mengubah interaksi antara protein dan materi genetik. Di antara yang paling penting adalah konsentrasi garam, yang meningkatkan kekuatan ionik dalam larutan; surfaktan ionogenik dan senyawa kimia lainnya yang bersifat polar, seperti fenol, formamida, dan lain-lain.
Klasifikasi dan fungsi
Nukleoprotein diklasifikasikan menurut asam nukleat yang melekat padanya. Dengan demikian, kita dapat membedakan antara dua kelompok yang terdefinisi dengan baik: deoxyribonucleoproteins dan ribonucleoproteins. Logikanya, DNA target yang pertama, dan yang terakhir RNA.
Deoksiribonukleoprotein
Fungsi deoksiribonukleoprotein yang paling menonjol adalah pemadatan DNA. Sel menghadapi tantangan yang tampaknya hampir mustahil untuk diatasi: melilitkan hampir dua meter DNA dengan benar menjadi nukleus mikroskopis. Fenomena ini dapat dicapai berkat adanya nukleoprotein yang mengatur untaian.
Kelompok ini juga terkait dengan fungsi pengaturan dalam proses replikasi, transkripsi DNA, rekombinasi homolog, antara lain.
Ribonukleoprotein
Ribonukleoprotein, pada bagiannya, memenuhi fungsi penting, mulai dari replikasi DNA hingga regulasi ekspresi gen dan regulasi metabolisme pusat RNA.
Mereka juga terkait dengan fungsi pelindung, karena messenger RNA tidak pernah bebas di dalam sel, karena rentan terhadap degradasi. Untuk menghindari hal ini, serangkaian ribonukleoprotein berasosiasi dengan molekul ini dalam kompleks pelindung.
Sistem yang sama ditemukan pada virus, yang melindungi molekul RNA mereka dari aksi enzim yang dapat menurunkannya.
Contoh
histon
Histon sesuai dengan komponen protein kromatin. Mereka adalah yang paling menonjol dalam kategori ini, meskipun kita juga menemukan protein lain yang terikat pada DNA yang bukan histon, dan termasuk dalam kelompok besar yang disebut protein non-histonik.
Secara struktural, mereka adalah protein paling dasar dalam kromatin. Dan, dari sudut pandang kelimpahan, mereka sebanding dengan jumlah DNA.
Kita memiliki lima jenis histone. Klasifikasi mereka didasarkan, secara historis, pada kandungan asam amino dasar. Kelas histon praktis tidak berubah-ubah di antara kelompok eukariotik.
Konservasi evolusioner ini dikaitkan dengan peran besar yang dimainkan histon pada makhluk organik.
Jika urutan yang mengkode histon berubah, organisme akan menghadapi konsekuensi serius, karena kemasan DNA-nya akan rusak. Jadi, seleksi alam bertanggung jawab untuk menghilangkan varian non-fungsional ini.
Di antara kelompok yang berbeda, yang paling lestari adalah histon H3 dan H4. Faktanya, urutannya identik pada organisme yang berjauhan – secara filogenetik – seperti sapi dan kacang polong.
DNA menggulung dirinya sendiri menjadi apa yang dikenal sebagai oktamer histone, dan struktur ini adalah nukleosom – tingkat pertama pemadatan materi genetik.
Protamin
Protamin adalah protein nuklir kecil (pada mamalia mereka terdiri dari polipeptida dari hampir 50 asam amino), ditandai dengan kandungan residu asam amino arginin yang tinggi. Peran utama protamin adalah untuk menggantikan histon pada fase haploid spermatogenesis.
Telah diusulkan bahwa jenis protein dasar ini sangat penting untuk pengemasan dan stabilisasi DNA dalam gamet jantan. Mereka berbeda dari histone karena memungkinkan pengemasan yang lebih padat.
Pada vertebrata , dari 1 hingga 15 urutan pengkodean protein telah ditemukan, semuanya dikelompokkan pada kromosom yang sama. Perbandingan urutan menunjukkan bahwa mereka telah berevolusi dari histones. Yang paling banyak dipelajari pada mamalia disebut P1 dan P2.
Ribosom
Contoh paling mencolok dari protein yang mengikat RNA adalah di ribosom. Mereka adalah struktur yang ada di hampir semua makhluk hidup – dari bakteri kecil hingga mamalia besar.
Ribosom memiliki fungsi utama menerjemahkan pesan RNA menjadi urutan asam amino.
Mereka adalah mesin molekuler yang sangat kompleks, terdiri dari satu atau lebih RNA ribosom dan satu set protein. Kita dapat menemukannya bebas di dalam sitoplasma sel , atau berlabuh di retikulum endoplasma kasar (sebenarnya, aspek “kasar” dari kompartemen ini disebabkan oleh ribosom).
Ada perbedaan ukuran dan struktur ribosom antara organisme eukariotik dan prokariotik.
Referensi
- Baker, TA, Watson, JD, Bell, SP, Gann, A., Losick, MA, & Levine, R. (2003). Biologi molekuler gen . Perusahaan Penerbitan Benjamin-Cummings.
- Balhorn, R. (2007). Keluarga protamin dari protein inti sperma. Biologi genom , 8 (9), 227.
- Darnell, JE, Lodish, HF, & Baltimore, D. (1990). Biologi sel molekuler . Buku Ilmiah Amerika.
- Jiménez García, LF (2003). Biologi seluler dan molekuler . Pendidikan Pearson dari Meksiko.
- Lewin, B (2004). Gen VIII . Aula Pearson Prentice.
- Teijón, JM (2006). Dasar-dasar biokimia struktural . Redaksi Tebar.
