Nucleoproteína

Las nucleoproteínas son proteínas que están estructuralmente asociadas con los ácidos nucleicos , [1] ya sea ADN o ARN . Las nucleoproteínas típicas incluyen ribosomas , nucleosomas y proteínas de nucleocápsidas virales .

Un nucleosoma es una combinación de proteínas de ADN + histonas .

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 ácido nucleico cargadas negativamente. 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 microscopía crioelectrónica .

Virus

Los genomas del virus (ya sea ADN o ARN ) están empaquetados de manera extremadamente compacta 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]

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 núcleos de células eucariotas para formar cromatina . Las protaminas reemplazan a las histonas durante la espermatogénesis.

Funciones

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

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

Las desoxirribonucleoproteínas también participan en la recombinación homóloga , un proceso para reparar el 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 de levadura a humanos ( recombinasas Rad51 y Dmc1 ). [18]

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Núcleo celular con ADN teñido de azul y proteína nucleolina en rojo. La proteína nucleolina se une a algunos ARNm (por ejemplo, ARNm de la interleucina-6 ). Esto protege esos ARNm de la degradación por el virus del herpes asociado al sarcoma de Kaposi cuando se infecta. Este complejo de ARN-nucleolina se transporta de forma segura al citosol para que los ribosomas lo traduzcan y produzcan 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 juegan un papel integral en una serie de funciones biológicas importantes que incluyen la transcripción, traducción y 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 RNasa P , el hnRNP y los RNP nucleares pequeños ( snRNP ), que han estado implicados en el empalme de pre-ARNm ( espliceosoma ) y se encuentran entre los componentes principales de el nucléolo . [22] Algunos virus son ribonucleoproteínas simples, que contienen solo una molécula de ARN y varias moléculas de proteínas idénticas. Otros son complejos de ribonucleoproteína o desoxirribonucleoproteína que contienen varias proteínas diferentes y, excepcionalmente, más moléculas de ácido nucleico. Actualmente, se pueden encontrar más de 2000 RNP en el banco de datos de proteínas RCSB (PDB). [23] Además, la base de datos de interfaz proteína-ARN (PRIDB) posee una colección de información sobre interfaces ARN-proteína basada en datos extraídos de la AP. [24] Algunas características comunes de las interfaces proteína-ARN se dedujeron basándose en estructuras conocidas. Por ejemplo, RNP en snRNPs tiene un motivo de unión a ARN en su proteína de unión a 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 ácido nucleico se ve reforzada por la atracción electrostática entre las cadenas laterales de lisina positiva y las cadenas principales de fosfato de ácido nucleico negativo . Además, es posible modelar RNP computacionalmente. [25] Aunque los métodos computacionales para deducir estructuras de RNP son menos precisos que los métodos experimentales, proporcionan un modelo aproximado de la estructura que permite predecir la identidad de aminoácidos y residuos de nucleótidos significativos. Esta información ayuda a comprender la función general del RNP.

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Célula infectada con el virus de la influenza A. Las proteínas de partículas de ribonucleoproteínas virales , 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 desempeñan un papel importante en el virus de la gripe de replicación . [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 , puede exponer las bases de nucleótidos que permiten que la polimerasa viral transcriba el ARN. En este punto, una vez que el virus ingresa a la 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 MCTD cuando se detecta junto con varios otros factores. [28]

Funciones

Las ribonucleoproteínas juegan un papel de protección. Los ARNm nunca ocurren 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 molécula de ARN libre. Las ribonucleoproteínas protegen sus genomas de la RNasa . [29] Las nucleoproteínas son a menudo los principales antígenos de los virus porque tienen determinantes antigénicos específicos de la cepa y del grupo .

  • Proteína de unión al ADN
  • Proteína de unión a ARN

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  • Base de datos de interfaz proteína-ARN PRIDB