NUKLEOPROTEIN: STRUKTUR, FUNGSI DAN CONTOH - BIOLOGI - 2025

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, protein apa pun yang mengikat DNA tidak dapat dianggap sebagai nukleoprotein. Ini dicirikan oleh pembentukan kompleks stabil, dan bukan asosiasi transien sederhana - seperti protein yang menengahi sintesis dan degradasi DNA, yang berinteraksi sebentar dan sebentar.

Histon adalah sejenis nukleoprotein yang menonjol. Sumber: Asasia, dari Wikimedia Commons

Fungsi nukleoprotein sangat bervariasi, dan bergantung pada kelompok yang akan dipelajari. Misalnya, fungsi utama histon adalah pemadatan DNA menjadi nukleosom, sedangkan ribosom berperan dalam sintesis protein.

Struktur

Secara umum, nukleoprotein terdiri dari residu asam amino basa dalam persentase tinggi (lisin, arginin, dan histidin). Setiap nukleoprotein memiliki strukturnya sendiri-sendiri, tetapi semuanya 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 ini terjadi.

Sifat interaksi

Asam nukleat terdiri dari tulang punggung gula dan fosfat, yang memberinya 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 dari tanda yang berbeda (+ dan -) saling tarik.

Ketertarikan antara muatan positif protein dan muatan negatif materi genetik menimbulkan interaksi non-spesifik. Sebaliknya, persimpangan spesifik terjadi dalam urutan tertentu, seperti RNA ribosom.

Ada beberapa faktor berbeda 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 lain yang bersifat polar, seperti fenol, formamida, dan lain-lain.

Klasifikasi dan fungsi

Nukleoprotein diklasifikasikan menurut asam nukleat yang melekat padanya. Jadi, kita dapat membedakan antara dua kelompok yang jelas: deoksiribonukleoprotein dan ribonukleoprotein. Logikanya, DNA target pertama, dan RNA terakhir.

Deoksiribonukleoprotein

Fungsi deoksiribonukleoprotein yang paling menonjol adalah pemadatan DNA. Sel menghadapi tantangan yang tampaknya hampir mustahil untuk diatasi: dengan benar melilitkan hampir dua meter DNA ke dalam inti mikroskopis. Fenomena ini dapat dicapai berkat adanya nukleoprotein yang mengatur untai tersebut.

Grup ini juga terkait dengan fungsi pengaturan dalam proses replikasi, transkripsi DNA, rekombinasi homolog, dan lain-lain.

Ribonukleoprotein

Ribonukleoprotein, pada bagiannya, memenuhi fungsi esensial, yang berkisar 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 menghindarinya, serangkaian ribonukleoprotein berasosiasi dengan molekul ini dalam kompleks pelindung.

Kami menemukan sistem yang sama pada virus, yang melindungi molekul RNA mereka dari aksi enzim yang dapat menurunkannya.

Contoh

Histones

Histon sesuai dengan komponen protein kromatin. Mereka adalah yang paling menonjol dalam kategori ini, meskipun kami juga menemukan protein lain yang terikat pada DNA yang bukan histon, dan termasuk dalam kelompok besar yang disebut protein non-histon.

Secara struktural, mereka adalah protein paling dasar dalam kromatin. Dan, dari sudut pandang kelimpahan, mereka sebanding dengan jumlah DNA.

Kami memiliki lima jenis histon. Klasifikasinya didasarkan, secara historis, pada kandungan asam amino basa. Kelas histon secara praktis tidak berubah di antara kelompok eukariotik.

Konservasi evolusioner ini dikaitkan dengan peran besar histon pada makhluk hidup.

Jika urutan kode untuk perubahan histon, 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 terkonservasi adalah histon H3 dan H4. Faktanya, urutannya identik dalam organisme sejauh - secara filogenetik - seperti sapi dan kacang polong.

DNA menggulung dirinya sendiri menjadi apa yang dikenal sebagai oktamer histon, dan struktur ini adalah nukleosom - tingkat pemadatan pertama materi genetik.

Protamin

Protamin adalah protein nuklir kecil (pada mamalia mereka terdiri dari polipeptida yang terdiri dari hampir 50 asam amino), yang ditandai dengan kandungan tinggi residu asam amino arginin. Peran utama protamin adalah menggantikan histon pada fase spermatogenesis haploid.

Telah diusulkan bahwa jenis protein dasar ini sangat penting untuk pengemasan dan stabilisasi DNA pada gamet jantan. Mereka berbeda dari histon karena memungkinkan pengemasan yang lebih padat.

Pada vertebrata, dari 1 hingga 15 urutan pengkodean untuk protein telah ditemukan, semuanya dikelompokkan pada kromosom yang sama. Perbandingan urutan menunjukkan bahwa mereka telah berevolusi dari histon. Yang paling banyak dipelajari pada mamalia disebut P1 dan P2.

Ribosom

Contoh paling mencolok dari protein yang mengikat RNA ada 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, penampakan "kasar" dari kompartemen ini disebabkan oleh ribosom).

Terdapat perbedaan ukuran dan struktur ribosom antara organisme eukariotik dan prokariotik.

Referensi

1. Baker, TA, Watson, JD, Bell, SP, Gann, A., Losick, MA, & Levine, R. (2003). Biologi molekuler dari gen. Benjamin-Cummings Publishing Company.
2. Balhorn, R. (2007). Keluarga protamin dari protein inti sperma. Biologi genom, 8 (9), 227.
3. Darnell, JE, Lodish, HF, & Baltimore, D. (1990). Biologi sel molekuler. Buku Ilmiah Amerika.
4. Jiménez García, LF (2003). Biologi seluler dan molekuler. Pearson Education of Mexico.
5. Lewin, B (2004). Gen VIII. Pearson Prentice Hall.
6. Teijón, JM (2006). Dasar-dasar biokimia struktural. Editorial Tébar.