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Motivo estructural

En una molécula biológica en forma de cadena , como una proteína o un ácido nucleico , un motivo estructural es una estructura tridimensional común que aparece en una variedad de moléculas diferentes, no relacionadas evolutivamente. [1] Un motivo estructural no tiene que estar asociado con un motivo de secuencia ; puede estar representado por secuencias diferentes y completamente no relacionadas en diferentes proteínas o ARN.

En ácidos nucleicos

Dependiendo de la secuencia y otras condiciones, los ácidos nucleicos pueden formar una variedad de motivos estructurales que se cree que tienen importancia biológica.

Bucle de tallo
El apareamiento de bases intramoleculares tallo-bucle es un patrón que puede ocurrir en el ADN monocatenario o, más comúnmente, en el ARN. [2] La estructura también se conoce como horquilla o bucle de horquilla. Ocurre cuando dos regiones de la misma cadena, generalmente complementarias en la secuencia de nucleótidos cuando se leen en direcciones opuestas, se aparean para formar una doble hélice que termina en un bucle desapareado. La estructura resultante es un componente clave de muchas estructuras secundarias de ARN.
ADN cruciforme
El ADN cruciforme es una forma de ADN no B que requiere al menos una secuencia de 6 nucleótidos de repeticiones invertidas para formar una estructura que consta de un tallo, una punta de ramificación y un bucle en forma de cruciforme, estabilizado por un superenrollamiento negativo de ADN . [3] Se han descrito dos clases de ADN cruciforme; doblado y desplegado.
G-cuádruplex
Las estructuras secundarias G-cuádruplex (G4) se forman en los ácidos nucleicos mediante secuencias ricas en guanina . [4] Tienen forma helicoidal y contienen tétradas de guanina que pueden formarse a partir de una, [5] dos [6] o cuatro hebras. [7]
Bucle D
Un bucle de desplazamiento o bucle D es una estructura de ADN en la que las dos hebras de una molécula de ADN de doble hebra están separadas por un tramo y mantenidas separadas por una tercera hebra de ADN. [8] Un bucle R es similar a un bucle D, pero en este caso la tercera cadena es ARN en lugar de ADN. [9] La tercera cadena tiene una secuencia de bases que es complementaria a una de las cadenas principales y se empareja con ella, desplazando así a la otra cadena principal complementaria en la región. Dentro de esa región, la estructura es, por tanto, una forma de ADN de triple hebra . Un diagrama en el artículo que presenta el término ilustra el bucle D con una forma que se asemeja a una "D" mayúscula, donde la hebra desplazada formaba el bucle de la "D". [10]

En proteínas

En las proteínas, un motivo estructural describe la conectividad entre elementos estructurales secundarios. Un motivo individual normalmente consta de sólo unos pocos elementos, por ejemplo, el motivo 'hélice-giro-hélice' que tiene sólo tres. Tenga en cuenta que, si bien la secuencia espacial de elementos puede ser idéntica en todos los casos de un motivo, pueden codificarse en cualquier orden dentro del gen subyacente . Además de los elementos estructurales secundarios, los motivos estructurales de las proteínas suelen incluir bucles de longitud variable y estructura no especificada. Los motivos estructurales también pueden aparecer como repeticiones en tándem .

horquilla beta
Extremadamente común. Dos cadenas beta antiparalelas conectadas por un giro cerrado de unos pocos aminoácidos entre ellas.
clave griega
Cuatro hebras beta, tres conectadas por horquillas y la cuarta doblada hacia arriba.
Bucle omega
Un bucle en el que los residuos que forman el principio y el final del bucle están muy juntos. [11]
hélice-bucle-hélice
Consta de hélices alfa unidas por un tramo circular de aminoácidos. Este motivo se ve en los factores de transcripción.
Dedo de zinc
Dos hebras beta con un extremo de hélice alfa dobladas para unirse a un ion zinc . Importante en las proteínas de unión al ADN.
Hélice-giro-hélice
Dos hélices α unidas por una hebra corta de aminoácidos y que se encuentran en muchas proteínas que regulan la expresión genética. [12]
Nido
Extremadamente común. Tres residuos de aminoácidos consecutivos forman una concavidad de unión aniónica. [13]
Nicho
Extremadamente común. Tres o cuatro residuos de aminoácidos consecutivos forman una característica de unión a cationes. [14]

Ver también

Referencias

  1. ^ Johansson, MU (23 de julio de 2012). "Definición y búsqueda de motivos estructurales utilizando DeepView/Swiss-PdbViewer". Bioinformática BMC . 13 (173): 173. doi : 10.1186/1471-2105-13-173 . PMC  3436773 . PMID  22823337.
  2. ^ Bolshói, Alejandro (2010). Agrupación de genomas: de modelos lingüísticos a clasificación de textos genéticos. Saltador. pag. 47.ISBN​ 9783642129513. Consultado el 24 de marzo de 2021 .
  3. ^ Shlyakhtenko LS, Potaman VN, Sinden RR, Lyubchenko YL (julio de 1998). "Estructura y dinámica de ADN cruciformes estabilizados por superenrollamiento". J. Mol. Biol . 280 (1): 61–72. CiteSeerX 10.1.1.555.4352 . doi :10.1006/jmbi.1998.1855. PMID  9653031. 
  4. ^ Routh ED, Creacy SD, Beerbower PE, Akman SA, Vaughn JP, Smaldino PJ (marzo de 2017). "Un enfoque de afinidad de ADN G-quadruplex para la purificación de resolvasa1 G4 enzimáticamente activa". Revista de experimentos visualizados . 121 (121). doi : 10.3791/55496. PMC 5409278 . PMID  28362374. 
  5. ^ Largy E, Mergny J, Gabélica V (2016). "Capítulo 7. Papel de los iones de metales alcalinos en la estructura y estabilidad del ácido nucleico G-quadruplex". En Astrid S, Helmut S, Roland KO S (eds.). Los iones de metales alcalinos: su papel en la vida (PDF) . Iones metálicos en ciencias biológicas. vol. 16. Saltador. págs. 203–258. doi :10.1007/978-3-319-21756-7_7. PMID  26860303.
  6. ^ Sundquist WI, Klug A (diciembre de 1989). "El ADN telomérico se dimeriza mediante la formación de tétradas de guanina entre bucles en horquilla". Naturaleza . 342 (6251): 825–9. Código Bib :1989Natur.342..825S. doi :10.1038/342825a0. PMID  2601741. S2CID  4357161.
  7. ^ Sen D, Gilbert W (julio de 1988). "Formación de complejos paralelos de cuatro cadenas por motivos ricos en guanina en el ADN y sus implicaciones para la meiosis". Naturaleza . 334 (6180): 364–6. Código Bib :1988Natur.334..364S. doi :10.1038/334364a0. PMID  3393228. S2CID  4351855.
  8. ^ DePamphilis, Melvin (2011). Duplicación del genoma. Garland Science, Taylor & Francis Group, LLC. pag. 419.ISBN​ 9780415442060. Consultado el 24 de marzo de 2021 .
  9. ^ Al-Hadid, Qais (1 de julio de 2016). "R-loop: un regulador emergente de la dinámica de la cromatina". Acta Biochim Biophys Sin (Shanghái) . 48 (7): 623–31. doi : 10.1093/abbs/gmw052 . PMC 6259673 . PMID  27252122. 
  10. ^ Kasamatsu, H.; Robberson, DL; Vinogrado, J. (1971). "Un nuevo ADN mitocondrial de círculo cerrado con propiedades de un intermediario replicante". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 68 (9): 2252–2257. Código bibliográfico : 1971PNAS...68.2252K. doi : 10.1073/pnas.68.9.2252 . PMC 389395 . PMID  5289384. 
  11. ^ Hettiarachchy, Navam S (2012). Proteínas y péptidos alimentarios: química, funcionalidad, interacciones y comercialización. CRC Press Taylor & Francis Group. pag. 16.ISBN​ 9781420093421. Consultado el 24 de marzo de 2021 .
  12. ^ Dubey, RC (2014). Biotecnología avanzada. Publicación S Chand. pag. 505.ISBN​ 978-8121942904. Consultado el 24 de marzo de 2021 .
  13. ^ Milner-White, E. James (26 de septiembre de 2011). "Capacidades funcionales de los primeros péptidos y el surgimiento de la vida". Genes . 2 (4): 674. doi : 10.3390/genes2040671 . PMC 3927598 . PMID  24710286. 
  14. ^ Milner-White, E. James (26 de septiembre de 2011). "Capacidades funcionales de los primeros péptidos y el surgimiento de la vida". Genes . 2 (4): 678. doi : 10.3390/genes2040671 . PMC 3927598 . PMID  24710286. 

Otras lecturas