Nucleoproteine: funzioni, struttura

Le nucleoproteine ​​sono un tipo di proteine ​​associate agli acidi nucleici, ai ribosomi e alle lipoproteine spesso utilizzate per il trasporto di lipidi e proteine.
Possono svolgere ruoli funzionali come enzimi, o strutturali, come con gli istoni nella formazione della cromatina. In esse il contenuto di acidi nucleici ​​può variare dal 31 al 66%.

Tra i tipici esempi vi sono ​​ i ribosomi, i nucleosomi e le proteine ​​del nucleocapside virale. Sono sintetizzate nel citosol delle cellule infatti quando la soluzione proteica è miscelata con una soluzione nucleica, il componente dell’ acido fosforico presente nell’acido nucleico è combinato con i gruppi ammonio caricati positivamente della proteina per formare un complesso proteina-acido nucleico

Struttura delle nucleoproteine

Le tecniche per rilevare le strutture delle nucleoproteine ​​includono la diffrazione dei raggi X , la risonanza magnetica nucleare e la microscopia crioelettronica in cui il campione è studiato a temperature criogeniche, generalmente alle temperature dell’azoto liquido.

La parte proteica è costituita da protammine ovvero proteine nucleari molto basiche per l’alto contenuto di arginina o istoni ovvero proteine basiche che costituiscono la componente strutturale della cromatina legate a DNA o RNA

Una  nucleoproteina è un complesso facilmente dissociabile e la sua integrità è governata tra l’altro dal pH del suo mezzo, dalla concentrazione e dalla natura dei sali presenti.

Deossi ribonucleoproteine

Le deossi ribonucleoproteine sono un complesso costituito da DNA e istoni in un rapporto di circa 1:1 e proteine ​​non istoniche, che insieme formano i cromosomi di qualsiasi organismo eucariotico. Un esempio è costituito dai nucleosomi, complessi in cui il DNA genomico è avvolto attorno a gruppi di otto proteine ​​istoniche nei nuclei delle cellule eucariotiche per formare la cromatina. Durante la spermatogenesi le protamine sostituiscono gli istoni.  Le deossi ribonucleoproteine ​​più diffuse sono i nucleosomi, in cui il componente è il DNA nucleare.  Sono anche coinvolte nella ricombinazione omologa, processo di riparazione del DNA

Ribonucleoproteine

Le ribonucleoproteine sono un complesso costituito da RNA e proteine presenti nel nucleo e nel citoplasma che svolgono ruoli chiave in un gran numero di diversi processi cellulari. Hanno funzioni che includono la trascrizione, la traduzione, la regolazione dell’espressione genica e la regolazione del metabolismo dell’RNA

Un esempio è costituito dalla telomerasi enzima che aggiunge sequenze ripetitive di DNA non codificante al terminale 3′ dei filamenti di DNA nelle regioni dei telomeri. Un altro esempio è costituito dai ribosomi responsabili della sintesi proteica la cui funzione è quella di leggere le informazioni contenute nella catena di RNA messaggero.

Proteine ​​del nucleocapside virale

Il nucleocapside (N) è costituito da acido nucleico e capside che, in un virus, costituisce la struttura proteica che racchiude l’acido nucleico del virus e lo protegge dall’ambiente esterno. 

Il COVID-19, identificato in Cina per la prima volta nel gennaio 2020 è una patologia infettiva causata dal virus SARS-CoV-2  che condivide una sostanziale conservazione della sequenza con altre proteine ​​​​nucleocapsidiche dei coronavirus. La proteina N svolge  un ruolo importante nelle prime fasi dell’infezione virale quando il genoma dell’RNA è rilasciato per la prima volta nella cellula ospite bersaglio.

Una particella virale di CoV-19 ha un nucleocapside costituito dall’RNA genomico e ricoperto di proteine fosforilate che interagiscono con la membrana virale svolgendo un ruolo importante nel potenziare la replicazione del virus. L’RNA genomico e il nucleocapside sono avvolti da un doppio strato di fosfolipidi in cui sono vi sono diverse proteine che hanno un ruolo fondamentale per l’infezione e la replicazione ovvero la proteina S, la proteina di membrana (M), l’emoagglutinina-esterasi (HE) e la proteina del rivestimento (E). La comprensione  della struttura delle nucleoproteine, il loro meccanismo di azione e la loro capacità di replicazione ha consentito agli scienziati di ottenere i vaccini che hanno consentito una forte limitazione alla pandemia