Nucleoproteína

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

Estructuras

Las nucleoproteínas tienden a tener carga positiva, lo que facilita la interacción con las cadenas de ácidos nucleicos cargadas negativamente. Se conocen las estructuras terciarias y las funciones biológicas de muchas nucleoproteínas. 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 apretados en la cápside viral. 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 estructuralmente caracterizadas incluyen influenza, rabia, Ébola, Bunyamwera, Schmallenberg, Hazara, fiebre hemorrágica de Crimea-Congo y Lassa.

Desoxirribonucleoproteínas

Una desoxirribonucleoproteína (DNP) es un complejo de ADN y proteína. 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 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 histonas y protaminas; las nucleoproteínas resultantes se encuentran en los cromosomas. Por tanto, todo el cromosoma, es decir, la cromatina en los eucariotas, está formado por estas nucleoproteínas.

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. Las desoxirribonucleoproteínas de este tipo de complejo interactúan para generar un complejo regulador multiproteico en el que el ADN interpuesto forma un bucle o se enrolla. Las desoxirribonucleoproteínas participan en la regulación de la replicación y transcripción del ADN.

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), por bacterias (recombinasa RecA) y por eucariotas, desde levaduras hasta humanos (recombinasas Rad51 y Dmc1).

Ribonucleoproteínas

Una ribonucleoproteína (RNP) es un complejo de ácido ribonucleico y proteína de unión a 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 genética y la regulación del metabolismo del ARN. Algunos ejemplos de RNP incluyen el ribosoma, la enzima telomerasa, las ribonucleoproteínas de bóveda, la RNasa P, la hnRNP y las pequeñas RNP nucleares (snRNP), que han sido implicadas en el empalme del pre-ARNm (spliceosoma) y se encuentran entre los componentes principales del nucléolo. 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. Actualmente, se pueden encontrar más de 2000 RNP en el Banco de datos de proteínas (PDB) del RCSB. Además, la base de datos de la interfaz proteína-ARN (PRIDB) posee una colección de información sobre las interfaces ARN-proteína basada en datos extraídos de la PDB. Se dedujeron algunas características comunes de las interfaces proteína-ARN basándose en estructuras conocidas. Por ejemplo, las RNP en las snRNP tienen 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 a 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 positivas de lisina y las cadenas principales negativas de fosfato de ácido nucleico. Además, es posible modelar RNP computacionalmente. Aunque los métodos computacionales para deducir estructuras 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 importantes. Esta información ayuda a comprender la función general de la RNP.

'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 la replicación del virus de la influenza A. 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 a la polimerasa viral transcribir el ARN. En este punto, una vez que el virus ingrese 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 posible indicador de MCTD cuando se detecta junto con varios otros factores.

Funciones

Las ribonucleoproteínas desempeñan un papel de protección. Los ARNm nunca aparecen como moléculas de ARN libres en la célula. Siempre se asocian con ribonucleoproteínas y funcionan como complejos de ribonucleoproteínas.

De la misma manera, los genomas de los virus de ARN de cadena negativa nunca existen como moléculas de ARN libres. Las ribonucleoproteínas protegen sus genomas de la RNasa. Las nucleoproteínas suelen ser los principales antígenos de los virus porque tienen determinantes antigénicos específicos de cepa y de grupo.