Nukleoproteidlar

Nukleoproteidlar
Reja
I.Kirish
II.Asosiy qism
2.1. Nukleoproteidlar 
2.2. Tuzilishi
2.3. Tarqalishi va biologik roli
2.4. Dezoksiribonukleoproteinlar
2.5. Ribonukleoproteinlar
2.6. O'zaro ta'sirning tabiati
III. Xulosa
IV.Xulosa
Kirish
Nuklein kislotalar va nukleoproteidlar genetik ma'lumotni saqlash va uzatish va organizmdagi eng muhim biosintez jarayonlarini boshqarishda ulkan va ko'p qirrali rol o'ynaydi. Nukleoproteidlar murakkab oqsillardir, ularning molekulalari nuklein kislotalar bilan bog'langan oddiy oqsillardan (gistonlar, protaminlar, kamdan-kam albumin va globulinlar) qurilgan.Nuklein kislotalar (polinukleotidlar) nukleotidlardan qurilgan polimerlardir. Nukleotidlar tarkibiga azotli asoslar (purin yoki pirimidin hosilalari), uglevod komponenti - pentoza (riboza yoki dezoksiriboza) va fosfor kislotasining qoldiqlari kiradi. Nuklein kislotalar tarkibidagi pentozaga qarab ikki katta guruhga bo'linadi: ribonuklein kislotalari (RNK) va deoksiribonuklein kislotalari (DNK). RNK molekulalarida riboza, DNK molekulalariga dezoksiriboza kiradi.Nuklein kislotalarning tuzilish birliklari nukleotidlardir. Nukleotidlarning gidrolizi paytida quyidagilar ajralib chiqadi: purin yoki pirimidin seriyasining azotli asoslari, pentoza va fosfor kislotasi.
Nukleoproteidlar
Nukleoproteidlar — nuklein kislotalarning oqsillar bilan birgalikdagi kompleksi. Nukleoproteidlar tarkibiga kirgan nuklein kislotalarning xiliga qarab, dezoksiribonukleoproteidlar (DNP) va ribonukleoproteidlar (RNP) farqlanadi. DNP barcha hujayralar yadrolarida va mitoxondriyalarida, shuningdek, spermatozoidlarning boshchasida boʻladi. DNP oqsillari gistonlar va protaminlar koʻrinishida boʻlib, DNK ikki-tali spirali tarnovlarida joilashadi, ular DNK tuzilishini muvofiklashti-rib, faolligini oshiradi. Koʻpgina viruslar, informosomalar RNPdan tashkil topgan. Organizmda Nukleoproteidlarning biologik ahamiyati nuklein kislotalar (NK) ning funksiyasiga bogʻliq.
A nukleoprotein Bu nuklein kislotasi bilan tizimli ravishda bog'langan har qanday oqsil turi - yoki RNK (ribonuklein kislota) yoki DNK (deoksiribonuklein kislota). Viruslardagi ribosomalar, nukleosomalar va nukleokapsidlarning eng ko'zga ko'ringan misollari.
Ammo DNK bilan bog'langan har qanday oqsilni ham nukleoprotein deb hisoblash mumkin emas. Bular barqaror komplekslarni shakllantirish bilan ajralib turadi, oddiy vaqtinchalik birlashma emas - xuddi DNK sintezi va parchalanishiga vositachilik qiladigan, bir zumda va qisqa vaqt ichida o'zaro ta'sir qiladigan oqsillar kabi.Nukleoproteidlarning vazifalari juda xilma-xil bo'lib, o'rganilayotgan guruhga bog'liq. Masalan, gistonlarning asosiy vazifasi - DNKni nukleosomalarga siqish, ribosomalar esa oqsillarni sintez qilishda ishtirok etadi.
Tuzilishi

Odatda nukleoproteidlar asosiy aminokislota qoldiqlarining yuqori foizidan (lizin, arginin va gistidin) iborat. Har bir nukleoprotein o'ziga xos tuzilishga ega, ammo ularning barchasi shu turdagi aminokislotalarni o'z ichiga oladi.Fiziologik pH qiymatida bu aminokislotalar musbat zaryadlanadi, bu esa genetik material molekulalari bilan o'zaro ta'sirga yordam beradi. Keyin biz ushbu o'zaro ta'sirlarning qanday sodir bo'lishini ko'rib chiqamiz.Nukleoprotein kompleksi - bakteriyalarning 50S ribosomalaridan tashkil topgan birligi RRNK sariq rangda, oqsillar ko'k rangda ko'rsatilgan.Nukleoprotein komplekslariga kiritilgan nuklein kislotalarning turiga qarab ribonukleoproteidlar va deoksiribonukleoproteidlar ajratiladi.Nukleoprotein komplekslarining barqarorligi kovalent bo'lmagan o'zaro ta'sirlar bilan ta'minlanadi. Turli xil nukleoproteinlarda o'zaro ta'sirlarning har xil turlari kompleksning barqarorligiga yordam beradi, nuklein-oqsil bilan o'zaro ta'sirlar o'ziga xos va o'ziga xos bo'lmagan bo'lishi mumkin. Muayyan shovqin holatida oqsilning ma'lum bir qismi o'ziga xos (mintaqani to'ldiruvchi) nukleotidlar ketma-ketligi bilan bog'liq; bu holda fazoviy o'zaro yozishmalar tufayli nukleotid va aminokislota qoldiqlari o'rtasida hosil bo'lgan vodorod aloqalarining hissasi bo'laklari maksimal. Nonspesifik o'zaro ta'sirda kompleks barqarorligiga asosiy hissa nuklein kislota polianionning salbiy zaryadlangan fosfat guruhlarining oqsilning musbat zaryadlangan aminokislotalar qoldiqlari bilan elektrostatik o'zaro ta'siri orqali amalga oshiriladi. RRNK - ribosoma subbirliklarining nukleoprotein komplekslari o'ziga xos ta'sir o'tkazish misolidir; nospetsifik elektrostatik o'zaro ta'sir xromosoma DNK-xromatin komplekslari va ba'zi hayvonlarning sperma boshlarining DNK-protamin komplekslariga xosdir.Nukleoproteidlar kovalent bo'lmagan aloqalarni yo'q qiladigan yoki susaytiradigan vositalar ta'sirida oqsil va nuklein kislotalarga ajraladi:
eritmaning ion kuchini oshiradigan tuzlar yoki karbamid konsentratsiyasining ortishi,
ionli sirt faol moddalar,
ba'zi qutbli organik birikmalar (formamid va dimetilformamid, fenol va boshqalar).
Ba'zi nukleoproteidlar (ribosomal subpartikulalar, virusli nukleokapsidlar) o'z-o'zini yig'ish qobiliyatiga ega, ya'ni tegishli sharoitlarda hujayra tuzilmalari yoki agentlari ishtirokisiz in vitro nukleoproteinlarni hosil qilish; bunday o'z-o'zini yig'ish o'ziga xos nuklein-oqsil o'zaro ta'sirida (nuklein-oqsilni tanib olish) mumkin. Qanday bo'lmasin, nukleoproteidlarning hosil bo'lishi jarayonida nuklein kislotalarda va ba'zi hollarda nukleoprotein kompleksini hosil qiluvchi oqsillarda konformatsion o'zgarishlar yuz beradi.
Tarqalishi va biologik roli

Nuklonosomaning H1 gistonli kompleksi.
Nukleoproteinlar hosil bo'lishida eng kuchli konformatsion o'zgarishlar nuklein kislotalarga uchraydi va bu o'zgarishlar deoksiribonukleoproteidlar hosil bo'lishida juda muhimdir. Qo'shni strand segmentlarini parallel ravishda bir-birini to'ldiruvchi juftligi tufayli ikkinchi darajali va uchinchi tuzilmalarni shakllantirishga qodir bo'lgan bitta zanjirli RNKdan farqli o'laroq, ikki zanjirli DNK bunday imkoniyatga ega emas va juda ham ko'p shakldagi eritmalarda mavjud " ixcham RNK globulalari bilan taqqoslaganda bo'shashgan "chalkashliklar. Biroq, DNKning elektrostatik ta'sir o'tkazish natijasida kuchli asosli oqsillarga (histonlar va protaminlar) bog'lanishi ancha zichroq o'ralgan nukleoprotein komplekslari - xromatinni keltirib chiqaradi, bu DNKning ixcham saqlanishini va shunga mos ravishda eukaryotik xromosomalar tarkibidagi irsiy ma'lumotni ta'minlaydi. Boshqa tomondan, RNKning yuqori konformatsion harakatchanligi va uning katalitik xususiyatlari turli funktsiyalarni bajaradigan turli xil ribonukleoproteinlarga olib keladi.
Dezoksiribonukleoproteinlar
Xromatin - bu eukaryotik somatik hujayralardagi gistonlari bo'lgan DNK majmuasi. Elektrostatik o'zaro ta'sir tufayli DNK zanjiri H2a, H2b, H3 va H4 giston kompleksining oktameri atrofida ikki marta aylanib, DNK zanjiri bilan bog'langan nukleosomalarni hosil qiladi. Giston H1 kompleksga biriktirilganda oltita nukleosoma halqa shaklidagi kompleks hosil qiladi, natijada fibrillyar struktura hosil bo'lishi bilan xromatin kondensatsiyalanadi, bu topoizomeraza II va bir qator yordamchi oqsillarni biriktirganda kondensatsiyalanishga qodir. heteroxromatin. Bunday nukleoprotein kompleksida bog'langan DNK transkripsiyalanmagan.
Nukleoprotaminlar - umurtqali hayvonlar, mollyuskalar va ba'zi hasharotlarning spermatozoidalarida protaminlar bo'lgan DNK majmuasi. Protaminlarning yuqori asosliligi va ularning gistonlar bilan taqqoslaganda kichikligi tufayli nukleoprotaminlar tarkibidagi DNK somatik hujayralarga qaraganda ancha zichroq o'ralgan - protaminlar bilan DNKning neytral kompleksi hosil bo'lishi natijasida nukleoprotaminlar tarkibida ~ bo'lgan toroidal tuzilmalarni hosil qiladi. Yadro skeletiga bog'langan DNKning qisqa joylari bilan bog'langan 50 000 tayanch jufti. O'z navbatida, nukleoprotamin kondensatsiyasi paytida toroidlar fibrillalarni hosil qiladi, ular ichida "stakka" qadoqlanadi. Nukleoprotaminlarning bunday zich tashkil etilishi sperma DNKini tashqi omillardan himoya qiladi.Virusli nukleoproteidlar deoksiribonukleoproteidlarning alohida muhim sinfidir. DNK tarkibidagi viruslarning genetik materialini ko'paytirish uchun virusli DNKni hujayra yadrosiga o'tkazishni talab qiladi va bunday transport va yadroga kirib borish nukleoprotein komplekslari shaklida amalga oshiriladi, ularning oqsillari ma'lum hududlarni - yadro lokalizatsiya signallarini olib boradi. (NLS), bu yadro teshiklari orqali transportni ta'minlaydi.

Ribonukleoproteinlar

Hujayralar eng ko'p miqdordagi ribonukleoproteinlarning ikkita sinfini o'z ichiga oladi:
Ribozomal RNK (rRNP) ning nukleoprotein komplekslari - ribosoma subbirliklari - mRNK tarjima qilingan va oqsillar sintez qilingan organoidlar. Ribozomalar - bu ikki xil rRNP subbirligining agregatlari.Kichik yadroli ribonukleoproteinlar (snRNPs) - bu splitseozomalarning subbiriklari bo'lgan kichik yadroli RNKlarning nukleoprotein komplekslari (yadro transkriptlarini qo'shilish ishtirokchilari - etuk RNKlarning kashfiyotchilari).MRNA ning nukleoprotein komplekslari - shablon ribonukleoproteinlar (mRNP), rus tilidagi adabiyotda ko'pincha informosomalar deyiladi (bu nom mRNA ning sinonim nomi bilan o'xshashlik bilan taklif qilingan - ma'lumot RNKsi ASSpirin tomonidan 1964 yilda sitoplazmada bunday komplekslarni aniqlagan baliq embrionlari). MRNPlarning biologik roli juda xilma-xildir: ular mRNK tashish, stabillash (transport paytida degradatsiyadan himoya) va translyatsion tartibga solishda ishtirok etadilar. mRNPlar ham kimyoviy jihatdan eng xilma-xil nukleoproteinlar sinfidir va ularning xilma-xilligi transkriptom bilan, ya'ni hujayrada sintez qilingan mRNKlarning umumiyligi bilan belgilanadi.

Nukleokapsidlar

Virusli nukleokapsidlar nuklein kislota (retroviruslarda DNK yoki RNK) bo'lgan oqsillarning juda zich joylashgan va ikkalasi ham funktsional va ham tuzilish jihatidan virus genomining ixcham shaklini ifodalovchi xromatinga o'xshashdir.Nukleokapsid tuzilmalarining ikkita asosiy turi mavjud: tayoqcha shaklida (filamentli) yoki sferik ("izometrik").Birinchi holda, bog'langan oqsil bo'linmalari vaqti-vaqti bilan nuklein kislota zanjiri bo'ylab spiralga o'ralgan holda joylashib, o'ziga xos "teskari nukleosoma" hosil qiladi, unda eukaryotik nukleosomalardan farqli o'laroq, oqsil qismi ichkarida emas , lekin strukturadan tashqarida. Nukleokapsidlarning bu tuzilishi o'simlik viruslari (xususan, tamaki mozaikasi virusi) va nukleokapsidlari spiral shaklga ega bo'lgan mikso-, paramiko- va rabdoviruslarga xosdir.Izometrik tuzilmalarda virus genomining nuklein kislotasining qadoqlanishi ancha murakkab: nukleokapsid konvert oqsillari nuklein kislota yoki nukleoproteinlar bilan nisbatan zaif bog'langan, bu esa nuklein kislota qadoqlash yo'lida minimal cheklovlarni keltirib chiqaradi. "Yadro" ning nukleoproteidlari bu holda juda murakkab tarzda tashkil etilishi mumkin: masalan, papovaviruslarda, gistonlar bilan bog'langan, ikki simli dairesel DNK, nukleosomalarga juda o'xshash tuzilmalar hosil qiladi.
O'zaro ta'sirning tabiati
Nuklein kislotalar shakar va fosfatlarning umurtqa pog'onasidan iborat bo'lib, ularga salbiy zaryad beradi. Ushbu omil nukleoproteidlarning nuklein kislotalar bilan o'zaro ta'sirini tushunishda kalit hisoblanadi. Oqsillar va genetik material o'rtasida mavjud bo'lgan aloqa kovalent bo'lmagan bog'lanishlar bilan barqarorlashadi.Xuddi shu tarzda, elektrostatikaning asosiy tamoyillariga (Kulon qonuni) amal qilib, har xil belgilar (+ va -) zaryadlari bir-birini o'ziga tortishini aniqlaymiz.Oqsillarning musbat zaryadlari va genetik materialning salbiy zaryadlari orasidagi tortishish o'ziga xos bo'lmagan o'zaro ta'sirlarni keltirib chiqaradi. Aksincha, o'ziga xos birikmalar ribosomal RNK kabi ba'zi ketma-ketliklarda sodir bo'ladi.Protein va genetik material o'rtasidagi o'zaro ta'sirlarni o'zgartirishga qodir bo'lgan turli xil omillar mavjud. Eng muhimi, eritmadagi ion kuchini oshiradigan tuzlarning konsentratsiyasi; Ionogen sirt faol moddalar va qutbli tabiatning boshqa kimyoviy birikmalari, masalan fenol, formamid va boshqalar.

Xulosa
Nukleoproteidlar biriktirilgan nuklein kislotasiga qarab tasniflanadi. Shunday qilib, biz aniq belgilangan ikkita guruhni ajratishimiz mumkin: deoksiribonukleoproteidlar va ribonukleoproteidlar. Mantiqan, avvalgi maqsadli DNK, ikkinchisi esa RNK.

Dezoksiribonukleoproteinlar
Deoksiribonukleoproteidlarning eng ko'zga ko'ringan vazifasi DNKning zichlashidir. Hujayraning oldiga deyarli imkonsiz bo'lib tuyuladigan qiyinchilik tug'diradi: deyarli ikki metr DNKni mikroskopik yadroga to'g'ri o'rash. Ushbu hodisaga ipni tashkil qiluvchi nukleoproteinlar mavjudligi tufayli erishish mumkin.
Ushbu guruh shuningdek replikatsiya, DNK transkripsiyasi, gomologik rekombinatsiya va boshqalardagi tartibga solish funktsiyalari bilan bog'liq.
Ribonukleoproteinlar
Ribonukleoproteidlar, o'z navbatida, DNK replikatsiyasidan tortib, gen ekspressionini boshqarish va RNKning markaziy metabolizmini boshqarishga qadar muhim vazifalarni bajaradilar.
Ular shuningdek, himoya funktsiyalari bilan bog'liq, chunki xabarchi RNK hujayrada hech qachon erkin bo'lmaydi, chunki u degradatsiyaga moyil. Bunga yo'l qo'ymaslik uchun bir qator ribonukleoproteinlar ushbu molekula bilan himoya komplekslarida birikadi.
Viruslarda xuddi shu tizimni topamiz, ular o'zlarining RNK molekulalarini uni buzishi mumkin bo'lgan fermentlar ta'siridan himoya qiladi.
Misollar
Gistonlar
Gistonlar xromatinning oqsil tarkibiy qismiga to'g'ri keladi. Ular ushbu toifadagi eng ko'zga ko'ringan narsadir, garchi biz DNK bilan bog'langan, giston bo'lmagan va giston bo'lmagan oqsillar deb nomlangan katta guruhga kiritilgan boshqa oqsillarni topsak ham.
Tarkibiy jihatdan ular xromatinning eng asosiy oqsillari hisoblanadi. Va mo'l-ko'lchilik nuqtai nazaridan ular DNK miqdori bilan mutanosibdir.
Bizda beshta giston mavjud. Uning tasnifi tarixan asosiy aminokislotalarning tarkibiga asoslangan edi. Eukaryotik guruhlar orasida giston sinflari deyarli o'zgarmasdir.
Ushbu evolyutsion konservatsiya gistonlarning organik mavjudotlarda tutgan ulkan roli bilan bog'liq.
Agar biron bir histon uchun kodlar ketma-ketligi o'zgargan bo'lsa, organizm jiddiy oqibatlarga olib keladi, chunki uning DNKning qadoqlanishi nuqsonli bo'ladi. Shunday qilib, tabiiy tanlov ushbu funktsional bo'lmagan variantlarni yo'q qilish uchun javobgardir.
Turli xil guruhlar orasida H3 va H4 gistonlari eng ko'p saqlanib qolgan. Darhaqiqat, ketma-ketlik organizmlarda bir-biridan bir xil - filogenetik jihatdan sigir va no'xat kabi.
DNK o'zini giston oktameri deb ataladigan narsaga aylantiradi va bu struktura nukleosoma - genetik materialning birinchi darajadagi siqilish darajasi.
Protaminlar
Protaminlar - arginin aminokislota qoldig'i yuqori bo'lganligi bilan ajralib turadigan kichik yadro oqsillari (sutemizuvchilarda ular deyarli 50 ta aminokislotadan iborat polipeptiddan iborat). Protaminlarning asosiy roli spermatogenezning gaploid fazasida gistonlarni almashtirishdir.
Ushbu turdagi asosiy oqsillarning erkak jinsiy hujayralarida DNKning qadoqlanishi va stabillashishi uchun hal qiluvchi ahamiyatga ega ekanligi taklif qilingan. Ular gistonlardan farqli o'laroq, zichroq qadoqlashga imkon beradi.
Umurtqali hayvonlarda oqsillarni kodlashning 1 dan 15 gacha ketma-ketligi topilgan, ularning barchasi bir xil xromosomada guruhlangan. Ketma-ket taqqoslash ularning gistonlardan rivojlanganligini ko'rsatadi. Sutemizuvchilarda eng ko'p o'rganilganlar P1 va P2 deb ataladi.
Ribozomalar
RNK bilan bog'langan oqsillarning eng ko'zga ko'ringan namunasi ribosomalardir. Ular deyarli barcha tirik mavjudotlarda mavjud bo'lgan tuzilmalar - kichik bakteriyalardan tortib yirik sutemizuvchilargacha.
Ribozomalar RNK xabarini aminokislota ketma-ketligiga o'tkazishning asosiy funktsiyasiga ega.
Ular bir yoki bir nechta ribosoma RNKlari va oqsillar to'plamidan tashkil topgan juda murakkab molekulyar mashinadir. Biz ularni hujayra sitoplazmasida erkin yoki boshqa qo'pol endoplazmik retikulumga bog'langan holda topishimiz mumkin (aslida bu bo'linmaning "qo'pol" tomoni ribosomalarga bog'liq).
Eukaryotik va prokaryotik organizmlar orasida ribosomalarning kattaligi va tuzilishida farqlar mavjud.
Adabiyotlar

1. 
   Beyker, T. A., Watson, J. D., Bell, S. P., Gann, A., Losik, M. A. va Levine, R. (2003).Genning molekulyar biologiyasi. Benjamin-Kammings nashriyot kompaniyasi.
   
2. 
   Balhorn, R. (2007). Sperma yadro oqsillarining protaminlar oilasi.Genom biologiyasi, 8(9), 227.
   
3. 
   Darnell, J. E., Lodish, H. F., va Baltimor, D. (1990).Molekulyar hujayralar biologiyasi. Ilmiy Amerika kitoblari.
   
4. 
   Ximenes Garsiya, L. F. (2003).Uyali va molekulyar biologiya. Meksikadagi Pearson Education.
   
5. 
   Lewin, B (2004).Genlar VIII. Pearson Prentice Hall.
   
6. 
   Teijon, J. M. (2006).Strukturaviy biokimyo asoslari. Tahririyat tebi.