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Nucleoproteína

Un nucleosoma es una combinación de proteínas ADN + histonas .

Las nucleoproteínas son proteínas conjugadas con ácidos nucleicos (ya sea ADN o ARN ). [1] Las nucleoproteínas típicas incluyen ribosomas , nucleosomas y proteínas de la nucleocápside viral.

Estructuras

Dibujo transversal de la partícula del virus del Ébola , con las estructuras de las principales proteínas mostradas y etiquetadas a la derecha.

Las nucleoproteínas tienden a tener carga positiva, lo que facilita la interacción con las cadenas de ácidos nucleicos con carga negativa. Se conocen las estructuras terciarias y las funciones biológicas de muchas nucleoproteínas. [2] [3] Las técnicas importantes para determinar las estructuras de las nucleoproteínas incluyen la difracción de rayos X , la resonancia magnética nuclear y la criomicroscopía electrónica .

Virus

Los genomas de los virus (ya sea ADN o ARN ) están extremadamente compactados en la cápside viral . [4] [5] Por lo tanto, muchos virus son poco más que una colección organizada de nucleoproteínas con sus sitios de unión apuntando hacia adentro. Las nucleoproteínas virales caracterizadas estructuralmente incluyen influenza , [6] rabia , [7] ébola , bunyamwera , [8] Schmallenberg , [8] hazara , [9] fiebre hemorrágica de Crimea-Congo , [10] y Lassa . [11]

Desoxirribonucleoproteínas

Una desoxirribonucleoproteína (DNP) es un complejo de ADN y proteína. [12] Los ejemplos prototípicos son los nucleosomas , complejos en los que el ADN genómico se envuelve alrededor de grupos de ocho proteínas histonas en los núcleos de las células eucariotas para formar la cromatina . Las protaminas reemplazan a las histonas durante la espermatogénesis.

Funciones

Las desoxirribonucleoproteínas más extendidas son los nucleosomas , cuyo componente es el ADN nuclear . Las proteínas combinadas con el ADN son las histonas y las protaminas ; las nucleoproteínas resultantes se encuentran en los cromosomas . Por tanto, todo el cromosoma , es decir, la cromatina en los eucariotas, está formada por dichas nucleoproteínas. [2] [13]

En las células eucariotas, el ADN está asociado con una masa aproximadamente igual de proteínas histonas en un complejo nucleoproteico altamente condensado llamado cromatina . [14] Las desoxirribonucleoproteínas en este tipo de complejo interactúan para generar un complejo regulador multiproteico en el que el ADN intermedio se enrolla o forma un bucle. Las desoxirribonucleoproteínas participan en la regulación de la replicación y transcripción del ADN. [15]

Las desoxirribonucleoproteínas también participan en la recombinación homóloga , un proceso de reparación del ADN que parece ser casi universal. Un paso intermedio central en este proceso es la interacción de múltiples copias de una proteína recombinasa con ADN monocatenario para formar un filamento de DNP. Las recombinasas empleadas en este proceso son producidas por arqueas (recombinasa RadA), [16] por bacterias (recombinasa RecA) [17] y por eucariotas desde levaduras hasta humanos ( recombinasas Rad51 y Dmc1 ). [18]

Ribonucleoproteínas

Núcleo celular con ADN teñido de azul y proteína nucleolina en rojo. La proteína nucleolina se une a algunos ARNm (por ejemplo, ARNm para interleucina-6 ). Esto protege a esos ARNm de la degradación por el virus del herpes asociado al sarcoma de Kaposi cuando se infecta. Este complejo ARN-nucleolina se transporta luego de forma segura al citosol para su traducción por los ribosomas para producir la proteína interleucina-6, que participa en la respuesta inmunitaria antiviral . [19]

Una ribonucleoproteína (RNP) es un complejo de ácido ribonucleico y proteína de unión al ARN . Estos complejos desempeñan un papel integral en una serie de funciones biológicas importantes que incluyen la transcripción, la traducción y la regulación de la expresión génica [20] y la regulación del metabolismo del ARN. [21] Algunos ejemplos de RNP incluyen el ribosoma , la enzima telomerasa , las ribonucleoproteínas de la bóveda , la ARNasa P , hnRNP y las RNP nucleares pequeñas ( snRNP ), que se han implicado en el empalme del pre-ARNm ( spliceosoma ) y se encuentran entre los componentes principales del nucléolo . [22] Algunos virus son ribonucleoproteínas simples, que contienen solo una molécula de ARN y varias moléculas de proteína idénticas. Otros son complejos de ribonucleoproteína o desoxirribonucleoproteína que contienen varias proteínas diferentes y, excepcionalmente, más moléculas de ácido nucleico. [ cita requerida ] Actualmente, se pueden encontrar más de 2000 RNP en el banco de datos de proteínas (PDB) del RCSB. [23] Además, la base de datos de interfaz proteína-ARN (PRIDB) posee una colección de información sobre las interfaces proteína-ARN basada en datos extraídos del PDB. [24] Algunas características comunes de las interfaces proteína-ARN se dedujeron en base a estructuras conocidas. Por ejemplo, las RNP en las snRNP tienen un motivo de unión al ARN en su proteína de unión al ARN. Los residuos de aminoácidos aromáticos en este motivo dan como resultado interacciones de apilamiento con el ARN. Los residuos de lisina en la porción helicoidal de las proteínas de unión al ARN ayudan a estabilizar las interacciones con los ácidos nucleicos. Esta unión de ácidos nucleicos se fortalece por la atracción electrostática entre las cadenas laterales de lisina positiva y las cadenas principales de fosfato de ácidos nucleicos negativos . Además, es posible modelar las RNP computacionalmente. [25] Aunque los métodos computacionales para deducir las estructuras de las RNP son menos precisos que los métodos experimentales, proporcionan un modelo aproximado de la estructura que permite predecir la identidad de los aminoácidos y los residuos de nucleótidos importantes. Esta información ayuda a comprender la función general de las RNP.

Célula infectada con el virus de la influenza A. Las proteínas de las partículas de ribonucleoproteína viral , teñidas de blanco, secuestran el transporte activo a través de los endosomas para moverse más rápidamente dentro de la célula que por simple difusión . [26]

'RNP' también puede referirse a partículas de ribonucleoproteína . Las partículas de ribonucleoproteína son focos intracelulares distintos para la regulación postranscripcional . Estas partículas juegan un papel importante en la replicación del virus de la influenza A. [ 27] El genoma viral de la influenza está compuesto por ocho partículas de ribonucleoproteína formadas por un complejo de ARN de sentido negativo unido a una nucleoproteína viral. Cada RNP lleva consigo un complejo de ARN polimerasa . Cuando la nucleoproteína se une al ARN viral , es capaz de exponer las bases de nucleótidos que permiten que la polimerasa viral transcriba el ARN. En este punto, una vez que el virus ingresa a una célula huésped, estará preparado para comenzar el proceso de replicación.

Anticuerpos anti-RNP

Los anticuerpos anti-RNP son autoanticuerpos asociados con la enfermedad mixta del tejido conectivo y también se detectan en casi el 40% de los pacientes con lupus eritematoso . Dos tipos de anticuerpos anti-RNP están estrechamente relacionados con el síndrome de Sjögren : SS-A (Ro) y SS-B (La). Los autoanticuerpos contra snRNP se denominan anticuerpos anti-Smith y son específicos del LES. La presencia de un nivel significativo de anti-U1-RNP también sirve como un posible indicador de EMTC cuando se detecta junto con varios otros factores. [28]

Funciones

Las ribonucleoproteínas desempeñan una función de protección. Los ARNm nunca se encuentran como moléculas de ARN libres en la célula. Siempre se asocian con ribonucleoproteínas y funcionan como complejos de ribonucleoproteínas. [14]

De la misma manera, los genomas de los virus de ARN de cadena negativa nunca existen como moléculas de ARN libre. Las ribonucleoproteínas protegen sus genomas de la ARNasa . [29] Las nucleoproteínas son a menudo los principales antígenos de los virus porque tienen determinantes antigénicos específicos de la cepa y del grupo .

Véase también

Referencias

  1. ^ Nucleoproteínas en los encabezados de materias médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.
  2. ^ de Graeme K. Hunter GK (2000): Fuerzas vitales. El descubrimiento de la base molecular de la vida. Academic Press, Londres 2000, ISBN  0-12-361811-8 .
  3. ^ Nelson DL, Cox MM (2013): Lehninger Biochemie. Saltador, ISBN 978-3-540-68637-8 . 
  4. ^ Tzlil, Shelly; Kindt, James T.; Gelbart, William M.; Ben-Shaul, Avinoam (marzo de 2003). "Fuerzas y presiones en el empaquetamiento y liberación del ADN de las cápsides virales". Biophysical Journal . 84 (3): 1616–1627. Bibcode :2003BpJ....84.1616T. doi :10.1016/s0006-3495(03)74971-6. PMC 1302732 . PMID  12609865. 
  5. ^ Purohit, Prashant K.; Inamdar, Mandar M.; Grayson, Paul D.; Squires, Todd M.; Kondev, Jané; Phillips, Rob (2005). "Fuerzas durante el empaquetamiento y eyección del ADN del bacteriófago". Biophysical Journal . 88 (2): 851–866. arXiv : q-bio/0406022 . Bibcode :2005BpJ....88..851P. doi :10.1529/biophysj.104.047134. PMC 1305160 . PMID  15556983. 
  6. ^ Ng, Andy Ka-Leung; Wang, Jia-Huai; Shaw, Pang-Chui (27 de mayo de 2009). "Análisis de estructura y secuencia de la nucleoproteína del virus de la influenza A". Ciencia en China Serie C: Ciencias biológicas . 52 (5): 439–449. doi :10.1007/s11427-009-0064-x. ISSN  1006-9305. PMID  19471866. S2CID  610062.
  7. ^ Albertini, Aurélie AV; Wernimont, Amy K.; Muziol, Tadeusz; Ravelli, Raimond BG; Clapier, Cedric R.; Schoehn, Guy; Weissenhorn, Winfried; Ruigrok, Rob WH (21 de julio de 2006). "Estructura cristalina del complejo nucleoproteína-ARN del virus de la rabia". Science . 313 (5785): 360–363. Bibcode :2006Sci...313..360A. doi : 10.1126/science.1125280 . ISSN  0036-8075. PMID  16778023. S2CID  29937744.
  8. ^ ab Ariza, A.; Tanner, SJ; Walter, CT; Dent, KC; Shepherd, DA; Wu, W.; Matthews, SV; Hiscox, JA; Green, TJ (1 de junio de 2013). "Las estructuras de la proteína de la nucleocápside de los orthobunyavirus revelan información sobre la arquitectura de la ribonucleoproteína y la polimerización del ARN". Nucleic Acids Research . 41 (11): 5912–5926. doi :10.1093/nar/gkt268. ISSN  0305-1048. PMC 3675483 . PMID  23595147. 
  9. ^ Surtees, Rebecca; Ariza, Antonio; Punch, Emma K.; Trinh, Chi H.; Dowall, Stuart D.; Hewson, Roger; Hiscox, Julian A.; Barr, John N.; Edwards, Thomas A. (1 de enero de 2015). "La estructura cristalina de la proteína de la nucleocápside del virus Hazara". BMC Structural Biology . 15 : 24. doi : 10.1186/s12900-015-0051-3 . ISSN  1472-6807. PMC 4696240 . PMID  26715309. 
  10. ^ Carter, Stephen D.; Surtees, Rebecca; Walter, Cheryl T.; Ariza, Antonio; Bergeron, Éric; Nichol, Stuart T.; Hiscox, Julian A.; Edwards, Thomas A.; Barr, John N. (15 de octubre de 2012). "Estructura, función y evolución de la proteína de la nucleocápside del virus de la fiebre hemorrágica de Crimea-Congo". Revista de Virología . 86 (20): 10914–10923. doi :10.1128/JVI.01555-12. ISSN  0022-538X. PMC 3457148 . PMID  22875964. 
  11. ^ Qi, Xiaoxuan; Lan, Shuiyun; Wang, Wenjian; Schelde, Lisa McLay; Dong, Haohao; Wallat, Gregor D.; Ly, Hinh; Liang, Yuying; Dong, Changjiang (2010). "La unión de la cápsula y la evasión inmunitaria reveladas por la estructura de la nucleoproteína de Lassa". Nature . 468 (7325): 779–783. Bibcode :2010Natur.468..779Q. doi :10.1038/nature09605. PMC 3057469 . PMID  21085117. 
  12. ^ Desoxirribonucleoproteínas en los encabezados de materias médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.
  13. ^ Nelson DL, Michael M. Cox MM (2013): Principios de bioquímica de Lehninger. WH Freeman, ISBN 978-1-4641-0962-1 . 
  14. ^ ab Lodish, Harvey. Biología celular molecular .
  15. ^ Echols, Harrison (1990). "Estructuras de nucleoproteínas que inician la replicación, transcripción y recombinación específica del sitio del ADN". The Journal of Biological Chemistry . 265 (25): 14697–700. doi : 10.1016/S0021-9258(18)77163-9 . PMID  2203758.
  16. ^ Seitz EM, Brockman JP, Sandler SJ, Clark AJ, Kowalczykowski SC (1998). "La proteína RadA es un homólogo de la proteína RecA arqueal que cataliza el intercambio de cadenas de ADN". Genes Dev . 12 (9): 1248–53. doi :10.1101/gad.12.9.1248. PMC 316774 . PMID  9573041. 
  17. ^ Cox MM, Goodman MF, Kreuzer KN, Sherratt DJ, Sandler SJ, Marians KJ (2000). "La importancia de reparar las horquillas de replicación estancadas". Nature . 404 (6773): 37–41. Bibcode :2000Natur.404...37C. doi :10.1038/35003501. PMID  10716434. S2CID  4427794.
  18. ^ Crickard JB, Kaniecki K, Kwon Y, Sung P, Greene EC (2018). "Autosegregación espontánea de las recombinasas de ADN Rad51 y Dmc1 dentro de filamentos de recombinasa mixta". J. Biol. Chem . 293 (11): 4191–4200. doi : 10.1074/jbc.RA117.001143 . PMC 5858004. PMID  29382724 . 
  19. ^ Muller, Mandy; Hutin, Stephanie; Marigold, Oliver; Li, Kathy H.; Burlingame, Al; Glaunsinger, Britt A. (12 de mayo de 2015). "Un complejo de ribonucleoproteína protege el ARNm de la interleucina-6 de la degradación por distintas endonucleasas herpesvirales". PLOS Pathogens . 11 (5): e1004899. doi : 10.1371/journal.ppat.1004899 . ISSN  1553-7366. PMC 4428876 . PMID  25965334. 
  20. ^ Hogan, Daniel J; Riordan, Daniel P; Gerber, André P; Herschlag, Daniel; Brown, Patrick O (7 de noviembre de 2016). "Diversas proteínas de unión al ARN interactúan con conjuntos de ARN funcionalmente relacionados, lo que sugiere un sistema regulador extenso". PLOS Biology . 6 (10): e255. doi : 10.1371/journal.pbio.0060255 . ISSN  1544-9173. PMC 2573929 . PMID  18959479. 
  21. ^ Lukong, Kiven E.; Chang, Kai-wei; Khandjian, Edouard W.; Richard, Stéphane (1 de agosto de 2008). "Proteínas de unión al ARN en enfermedades genéticas humanas". Tendencias en genética . 24 (8): 416–425. doi :10.1016/j.tig.2008.05.004. ISSN  0168-9525. PMID  18597886.
  22. ^ "Ribonucleoproteína". www.uniprot.org . Consultado el 7 de noviembre de 2016 .
  23. ^ Banco de datos de proteínas del RCSB. «Banco de datos de proteínas del RCSB - PDB del RCSB». Archivado desde el original el 18 de abril de 2015. Consultado el 14 de abril de 2018 . {{cite journal}}: Requiere citar revista |journal=( ayuda )
  24. ^ Lewis, Benjamin A.; Walia, Rasna R.; Terribilini, Michael; Ferguson, Jeff; Zheng, Charles; Honavar, Vasant; Dobbs, Drena (7 de noviembre de 2016). "PRIDB: una base de datos de interfaz proteína-ARN". Nucleic Acids Research . 39 (número de la base de datos): D277–D282. doi :10.1093/nar/gkq1108. ISSN  0305-1048. PMC 3013700 . PMID  21071426. 
  25. ^ Tuszynska, Irina; Matelska, Dorota; Magnus, Marcin; Chojnowski, Grzegorz; Kasprzak, Joanna M.; Kozlowski, Lukasz P.; Dunin-Horkawicz, Stanislaw; Bujnicki, Janusz M. (1 de febrero de 2014). "Modelado computacional de estructuras complejas proteína-ARN". Métodos . 65 (3): 310–319. doi :10.1016/j.ymeth.2013.09.014. ISSN  1095-9130. PMID  24083976. S2CID  37061678.
  26. ^ Momose, Fumitaka; Sekimoto, Tetsuya; Ohkura, Takashi; Jo, Shuichi; Kawaguchi, Atsushi; Nagata, Kyosuke; Morikawa, Yuko (22 de junio de 2011). "El transporte apical de la ribonucleoproteína del virus de la influenza A requiere un endosoma de reciclaje positivo para Rab11". MÁS UNO . 6 (6): e21123. Código Bib : 2011PLoSO...621123M. doi : 10.1371/journal.pone.0021123 . ISSN  1932-6203. PMC 3120830 . PMID  21731653. 
  27. ^ Baudin, F; Bach, C; Cusack, S; Ruigrok, RW (1994-07-01). "Estructura de la RNP del virus de la gripe. I. La nucleoproteína del virus de la gripe derrite la estructura secundaria en el ARN panhandle y expone las bases al solvente". The EMBO Journal . 13 (13): 3158–3165. doi :10.1002/j.1460-2075.1994.tb06614.x. ISSN  0261-4189. PMC 395207 . PMID  8039508. 
  28. ^ "Enfermedad mixta del tejido conectivo (MCTD) | Cleveland Clinic". my.clevelandclinic.org . Consultado el 7 de noviembre de 2016 .
  29. ^ Ruigrok, Rob WH; Crépin, Thibaut; Kolakofsky, Dan (2011). "Nucleoproteínas y nucleocápsides de virus de ARN de cadena negativa". Current Opinion in Microbiology . 14 (4): 504–510. doi :10.1016/j.mib.2011.07.011. PMID  21824806.

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