Кіріспе

Белоктың түрі. Нуклеопротеиндер – нуклеин қышқылымен (ДНҚ немесе РНҚ) байланысқан белоктар. Көбінесе нуклеопротеиндерге рибосомалар, нуклеосомалар және вирус нуклеокапсидінің белоктары жатады.

Құрылыстар

Нуклеопротеиндер көбінесе оң зарядталған болады, бұл теріс зарядталған нуклеин қышқылы тізбектерімен өзара әрекеттесуді жеңілдетеді. Көптеген нуклеопротеиндердің үшіншілік құрылымдары мен биологиялық функциялары белгілі. Нуклеопротеиндердің құрылымын анықтау үшін маңызды техникаларға рентгендік дифракция, ядролық магниттік резонанс және криоэлектрондық микроскопия жатады.

Вирустар

Вирустың геномдары (ДНҚ немесе РНҚ) вирустың капсидіне өте тығыз жиналады. Сондықтан көптеген вирустар ұйымдасқан нуклеопротеиндердің жиынтығынан тұрады, олардың байланысу орындары ішке қарай бағытталған. Құрылымы анықталған вирустық нуклеопротеиндерге: тұмау, құтыру, Эбола, Бунямвера, Шмаленберг, Крым Конго геморрагиялық қызуы және Ласса жатады.

Дезоксирибонуклеопротеиндер

Дезоксирибонуклеопротеин (ДНП) – ДНК және ақуыздың күрделі кешені. Классикалық мысалдар – нуклеосомалар, геномдық ДНК эукариоттық жасуша ядроларында сегіз гистон ақуызының топтарына оралып, хроматин құрайтын кешендер. Сперматогенез кезінде протаминдер гистондардың орнына келеді.

Функциялар

Ең көп таралған дезоксирибонуклеопротеиндер – нуклеосомалар, олардың құрамында ядролық ДНҚ болады. ДНҚ-мен байланысқан белоктар – гистондар және протаминдер; нәтижедегі нуклеопротеиндер хромосомаларда орналасқан. Осылайша, бүкіл хромосома, яғни эукариоттардағы хроматин, осындай нуклеопротеиндерден тұрады. Эукариотикалық жасушаларда ДНҚ, хроматин деп аталатын жоғары тығыз нуклеопротеин кешенінде, гистон ақуыздарының шамамен тең массасымен байланысады. Бұл типтегі дезоксирибонуклеопротеиндер өзара әрекеттесіп, аралық ДНҚ-ның иілген немесе оралған көп ақуызды реттеуші кешенін құрайды. Дезоксирибонуклеопротеиндер ДНҚ репликациясы мен транскрипциясын реттеуге қатысады. Дезоксирибонуклеопротеиндер гомологтық рекомбинацияға да қатысады, бұл ДНҚ-ны жөндеу процесі, ол дерлік барлық организмдерде кездеседі. Бұл процестегі орталық аралық қадам – рекомбиназа ақуызының бірнеше көшірмелерінің бір тізбекті ДНҚ-мен өзара әрекеттесуі арқылы DNP жіпшесінің түзілуі. Бұл процесте қолданылатын рекомбиназаларды археялар (RadA рекомбиназасы), бактериялар (RecA рекомбиназасы) және ашытқыдан адамға дейінгі эукариоттар (Rad51 және Dmc1 рекомбиназалары) өндіреді.

Рибонуклеопротеиндер

Рибонуклеопротеин (РНП) – рибонуклеин қышқылы мен РНК-ға байланысатын белоктың кешені. Бұл кешендер транскрипция, трансляция, ген экспрессиясын реттеу және РНК метаболизмін реттеу сияқты маңызды биологиялық функциялардың бір бөлігі болып табылады. РНП-ның мысалдарына рибосома, теломераза ферменті, қақпақ рибонуклеопротеиндер, РНаза P, hnRNP және шағын ядролық РНП (snRNP) жатады, олар пре-мРНҚ тігілуіне (spliceosome) қатысты және нуклеоланың негізгі құрауыштары болып табылады. Кейбір вирустар қарапайым рибонуклеопротеиндер болып табылады, олар тек бір РНК молекуласы мен бірнеше бірдей белок молекулаларын қамтиды. Басқалары – бірнеше түрлі белоктар мен көптеген нуклеин қышқылы молекулаларын қамтитын рибонуклеопротеин немесе дезоксирибонуклеопротеин кешендері. Қазіргі уақытта RCSB ақуыздық деректер банкінде (PDB) 2000-нан астам РНП табылды. Сонымен қатар, РНК-белок интерфейсі туралы деректер базасы (PRIDB) PDB деректеріне негізделген РНК-белок интерфейсі туралы ақпарат жинағына ие. РНК-белок интерфейсінің белгілі бір ерекшеліктері белгілі құрылымдарға сүйене отырып анықталды. Мысалы, snRNP-дегі РНП-де РНК-ға байланысатын белокта РНК-ға байланысатын мотив бар. Бұл мотивтегі ароматикалық амин қышқылдарының қалдықтары РНК-мен қабаттасу әрекеттесуіне себеп болады. РНК-ға байланысатын белоктардың спиральді бөлігіндегі лизин қалдықтары нуклеин қышқылымен өзара әрекеттесуді тұрақтандыруға көмектеседі. Бұл нуклеин қышқылының байланысы оң лизиннің жанама тізбектері мен теріс нуклеин қышқылының фосфат тізбектері арасындағы электростатикалық тартылыс арқылы күшейтіледі. Сонымен қатар, РНП-ні есептеу арқылы модельдеуге болады. RNP құрылымдарын есептеу әдістері тәжірибелік әдістерге қарағанда дәлдігі төмен болғанымен, маңызды амин қышқылдары мен нуклеотидтік қалдықтарды болжауға мүмкіндік беретін құрылымның жуық модельін ұсынады. Мұндай ақпарат РНП-ның жалпы функциясын түсінуге көмектеседі. "РНП" рибонуклеопротеин бөлшектеріне де сілтеме жасай алады. Рибонуклеопротеин бөлшектері – транскрипциядан кейінгі реттеуге арналған жасуша ішіндегі ерекше ошақтар. Бұл бөлшектер А гриппі вирусының көбеюінде маңызды рөл атқарады. Грипп вирусының геномы вирустық нуклеопротеинге байланысқан теріс сезімді РНК кешенінен құралған сегіз рибонуклеопротеин бөлшегінен тұрады. Әр РНП РНҚ полимераза кешенін алып жүреді. Нуклеопротеин вирустық РНК-ға байланысқанда, вирустық полимеразаның РНК-ны транскрипциялауына мүмкіндік беретін нуклеотидтік негіздерді ашып бере алады. Осы кезде вирус жаңа қонақ клеткаға енгеннен кейін, репликация процесін бастауға дайын болады.

РНП-қа қарсы антиденелер

РНП-ге қарсы антиденелер – бұл аралас дәнекер тіні ауруымен байланысты аутоантиденелер және шамамен 40% жүрек айыбы (Lupus erythematosus) ауруы бар пациенттерде де табылады. SS A (Ro) және SS B (La) екі түрі Сйёгрен синдромымен тығыз байланысты. snRNP-ге қарсы аутоантиденелер Anti Smith антиденелері деп аталады және жүрек айыбына (SLE) тән. Анти U1 RNP-нің жоғары деңгейі басқа бірнеше факторлармен бірге анықталғанда, аралас дәнекер тіні ауруының (MCTD) болуын көрсетеді.

Функциялар

Рибонуклеопротеиндер қорғау рөлін атқарады. mРНК жасуша ішінде ешқашан бос РНК молекулалары түрінде кездеспейді. Олар әрқашан рибонуклеопротеиндермен байланысып, рибонуклеопротеин кешендері ретінде жұмыс істейді. Нуклеопротеиндер жиі вирустардың маңызды антигендері болып табылады, себебі оларда штамдық және топтық антигендік детерминанттар болады.