Нүклеопротеиндер: құрамы, құрылысы және қызметтері
Nucleoprotein
Нүклеопротеиндер: ДНҚ/РНҚ-мен байланысқан ақуыздар. Рибосомалар, нуклеосомалар, вирус ақуыздары жатады. Құрылымы мен қызметі зерттелген, құрамын анықтау әдістері бар.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Белоктың түрі. Нуклеопротеиндер – нуклеин қышқылымен (ДНҚ немесе РНҚ) байланысқан белоктар. Көбінесе нуклеопротеиндерге рибосомалар, нуклеосомалар және вирус нуклеокапсидінің белоктары жатады.
Type of protein
Nucleoproteins are proteins conjugated with nucleic acids (either DNA or RNA). Typical nucleoproteins include ribosomes, nucleosomes and viral nucleocapsid proteins.
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.
Nucleoproteins tend to be positively charged, facilitating interaction with the negatively charged nucleic acid chains. The tertiary structures and biological functions of many nucleoproteins are understood. Important techniques for determining the structures of nucleoproteins include X ray diffraction, nuclear magnetic resonance and cryo electron microscopy.
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.
Virus genomes (either DNA or RNA) are extremely tightly packed into the viral capsid. Many viruses are therefore little more than an organised collection of nucleoproteins with their binding sites pointing inwards. Structurally characterised viral nucleoproteins include influenza, rabies, Ebola, Bunyamwera, Schmallenberg, Crimean Congo hemorrhagic fever, and Lassa.
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.
A deoxyribonucleoprotein (DNP) is a complex of DNA and protein. The prototypical examples are nucleosomes, complexes in which genomic DNA is wrapped around clusters of eight histone proteins in eukaryotic cell nuclei to form chromatin. Protamines replace histones during spermatogenesis.
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.
The most widespread deoxyribonucleoproteins are nucleosomes, in which the component is nuclear DNA. The proteins combined with DNA are histones and protamines; the resulting nucleoproteins are located in chromosomes. Thus, the entire chromosome, i. e. chromatin in eukaryotes consists of such nucleoproteins. In eukaryotic cells, DNA is associated with about an equal mass of histone proteins in a highly condensed nucleoprotein complex called chromatin. Deoxyribonucleoproteins in this kind of complex interact to generate a multiprotein regulatory complex in which the intervening DNA is looped or wound. The deoxyribonucleoproteins participate in regulating DNA replication and transcription. Deoxyribonucleoproteins are also involved in homologous recombination, a process for repairing DNA that appears to be nearly universal. A central intermediate step in this process is the interaction of multiple copies of a recombinase protein with single stranded DNA to form a DNP filament. Recombinases employed in this process are produced by archaea (RadA recombinase), by bacteria (RecA recombinase) and by eukaryotes from yeast to humans (Rad51 and Dmc1 recombinases).
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.
A ribonucleoprotein (RNP) is a complex of ribonucleic acid and RNA binding protein. These complexes play an integral part in a number of important biological functions that include transcription, translation and regulating gene expression and regulating the metabolism of RNA. A few examples of RNPs include the ribosome, the enzyme telomerase, vault ribonucleoproteins, RNase P, hnRNP and small nuclear RNPs (snRNPs), which have been implicated in pre mRNA splicing (spliceosome) and are among the main components of the nucleolus. Some viruses are simple ribonucleoproteins, containing only one molecule of RNA and a number of identical protein molecules. Others are ribonucleoprotein or deoxyribonucleoprotein complexes containing a number of different proteins, and exceptionally more nucleic acid molecules. Currently, over 2000 RNPs can be found in the RCSB Protein Data Bank (PDB). Furthermore, the Protein RNA Interface Data Base (PRIDB) possesses a collection of information on RNA protein interfaces based on data drawn from the PDB. Some common features of protein RNA interfaces were deduced based on known structures. For example, RNP in snRNPs have an RNA binding motif in its RNA binding protein. Aromatic amino acid residues in this motif result in stacking interactions with RNA. Lysine residues in the helical portion of RNA binding proteins help to stabilize interactions with nucleic acids. This nucleic acid binding is strengthened by electrostatic attraction between the positive lysine side chains and the negative nucleic acid phosphate backbones. Additionally, it is possible to model RNPs computationally. Although computational methods of deducing RNP structures are less accurate than experimental methods, they provide a rough model of the structure which allows for predictions of the identity of significant amino acids and nucleotide residues. Such information helps in understanding the overall function the RNP. 'RNP' can also refer to ribonucleoprotein particles. Ribonucleoprotein particles are distinct intracellular foci for post transcriptional regulation. These particles play an important role in influenza A virus replication. The influenza viral genome is composed of eight ribonucleoprotein particles formed by a complex of negative sense RNA bound to a viral nucleoprotein. Each RNP carries with it an RNA polymerase complex. When the nucleoprotein binds to the viral RNA, it is able to expose the nucleotide bases which allow the viral polymerase to transcribe RNA. At this point, once the virus enters a host cell it will be prepared to begin the process of replication.
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.
Anti RNP antibodies are autoantibodies associated with mixed connective tissue disease and are also detected in nearly 40% of Lupus erythematosus patients. Two types of anti RNP antibodies are closely related to Sjögren's syndrome: SS A (Ro) and SS B (La). Autoantibodies against snRNP are called Anti Smith antibodies and are specific for SLE. The presence of a significant level of anti U1 RNP also serves a possible indicator of MCTD when detected in conjunction with several other factors.
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.
The ribonucleoproteins play a role of protection. mRNAs never occur as free RNA molecules in the cell. They always associate with ribonucleoproteins and function as ribonucleoprotein complexes. Nucleoproteins are often the major antigens for viruses because they have strain specific and group specific antigenic determinants.