Nucleoporina
As nucleoporinas son unha familia de proteínas que son as unidades constituíntes que forman o complexo dos poros nucleares.[1] O complexo do poro nuclear é unha estrutura bastante masiva que se estende a través da envoltura nuclear, formando unha vía de paso que regula o fluxo de macromoléculas entre o núcleo celular e o citoplasma. Os poros nucleares, á súa vez, permiten o transporte de moléculas hidrosolubles a través da envoltura nuclear. As nucleoporinas, unha familia de arredor de 30 proteñinas, son os principais compoñentes do complexo do poro nuclear en células eucariotas. A nucleoporina 62 é o membro máis abundante desta familia.[2] As nucleoporinas teñen a capacidade de transportar moléculas a través da envoltura nuclear con rapidez. Un só complexo do poro nuclear pode transportar 60.000 moléculas de proteínas a través da envoltura nuclear por minuto.[3] FunciónAs nucleoporinas median no transporte de macromoléculas entre o núcleo e o citoplasma da célula eucariota. Certos membros da familia das nucleoporinas forman o armazón estrutural do complexo do poro nuclear. Porén, a función primaria das nucleoporinas é interaccionar coas moléculas transportadoras chamadas carioferinas ou Kaps.[4] Estas carioferinas interaccionan con aquelas nucleoporinas que conteñen repeticións FG, é dicir, que conteñen secuencias repetidas dos aminoácidos fenilalanina (F) e glicina (G).[5] Ao facelo, as carioferinas poden transportar o seu cargamento a través da envoltura nuclear. As nucleoporinas só son necesarias para o transporte de moléculas hidrofílicas grandes de máis de 40 kDa, xa que as moléculas máis pequenas pasan a través dos poros nucleares por difusión pasiva. As nucleoporinas xogan un importante papel no transporte de ARNm do núcleo ao citoplasma despois da transcrición.[6] Dependendo da súa función, certas nucleoporinas están localizadas nun só dos lados (citosólico ou nucleoplásmico) do complexo do poro nuclear,. Outras nucleoporinas poden encontrarse en ambos os lados. Estrutura As nucleoproteínas son proteínas entre 35 e 400 kDa de estrutura variada, pero que comparten algúns compoñentes estruturais básicos. Moitas nucleoporinas teñen unha rexión central para a unión con outras moléculas. As nucleoporinas agréganse para formar un complexo do poro nuclear, un anel octogonal que atravesa a envoltura nuclear. Hai tres tipos de nucleoporinas con estrutura e función característica, que se denominan nucleoporinas estruturais, nucleoporinas de membrana, e nucleoporinas FG.[3] As nucleoporinas estruturais forman a porción do anel do complexo do poro nuclear. Abranguen o grosor da membrana da envoltura nuclear e adoitan considerarse o armazón do complexo do poro. As nucleoporinas estruturais únense formando complexos Y que están compostos por sete nucleoporinas. Cada poro nuclear contén dezaseis complexos Y e un total de 112 nucleoporinas estruturais. A estrutra dun complexo Y é moi similar á da COPII. A relación da curvatura da membrana dun poro nuclear cos complexos Y pode considerarse análoga á que se produce na formación por evaxinación dunha vesícula revestida COPII.[3] As nucleoproteínas de membrana están localizadas na curvatura do poro nuclear. Estas proteínas están incrustadas na membrana nuclear na rexión onde están en conexión a capa externa e a interna. As nucleoporinas FG denomínanse así porque conteñen repeticións de fenilalanina-glicina (FG), as cales son pequenos segmentos hidrofóbicos que interrompen longos tramos de aminoácidos hidrofílicos. Estes segmentos con repeticións FG encóntranse en porcións longas con enrolamento aleatorio da proteína, que se estenden no canal dos poros nucleares e son responsables principalmente da exclusividade selectiva dos complexos dos poros nucleares á hora de deixar pasar moléculas. Estes segmentos das nucleoporinas FG forman unha masa de cadeas que permite que difundan a través delas pequenas moléculas, pero impide o paso das grandes macromoléculas hidrófilas. Estas grandes moléculas só poden cruzar o poro nuclear se van en compañía dunha molécula de sinalización que as transporta e que interacciona temporalmente co segmento con repeticións FG das nucleoporinas. As nucleoporinas FG tamén conteñen unha porción globular que serve como áncora para a unión ao resto do complexo do poro nuclear.[3] As nucleoporinas forman varios subcomplexos entre elas. O máis común é o complexo p62, que é unha ensamblaxe composta por NUP62, NUP58, NUP54 e NUP45.[7] Outro exemplo deses complexos é o complexo NUP107-160, composto por moitas nucleoproteínas diferentes. O complexo NUP107-160 foi localizado nos cinetocoros dos cromosomas e xoga un papel na mitose.[8] LocalizaciónNa seguinte táboa indícase a localización de diferentes nucleoporinas (Nups) nas distintas partes do complexo do poro nulcear.[9]
Mecanismo de transporteAs nucleoporinas regulan o transporte de macromoléculas a través da envoltura nuclear ao interaccionaren coas proteínas transportadoras carioferinas. As carioferinas únense o seu cargamento e interaccionan reversiblemente coas repeticións FG das nucleoporinas. As carioferinas e o seu cargamento pasan entre as repeticións FG ata que difunden a favor do gradiente de concentración a través do complexo do poro nuclear. As carioferinas, segundo o tipo que sexan, poden funcionar como importinas (transportando proteínas do citoplasma ao núcleo) ou como exportinas (transportando proteínas do núcleo ao citoplasma).[3] A liberación do cargamento das carioferinas é impulsada pola proteína Ran, que é unha proteína G. A proteína Ran é pequena dabondo como para poder difundir a través dos poros nucleares a favor de gradiente e sen interaccionar coas nucleoporinas. A Ran pode unirse a GTP ou a GDP e ten a capacidade de cambiar a afinidade da carioferina polo seu cargamento. Dentro do núcleo, RanGTP causa que as carioferinas importinas cambien de conformación, o que fai que se libere o cargamento transportado. A RanGTP pode tamén unirse a carioferinas exportinas e pasar a través do poro nuclear ata o citosol. Unha vez no citosol, a RanGTP pode ser hidrolizada a RanGDP, o que permite que se libere o cargamento das exportinas.[10] PatoloxíaAsociáronse varias enfermidades con defectos nas nucleoporinas, especialmente diabetes, cirrose biliar primaria, enfermidade de Parkinson e enfermidade de Alzheimer. A sobreexpresión de xenes que codifican diversas nucleoporinas tamén se relacionou coa formación de tumores cancerosos. As nucleoporinas son moi sensibles aos cambios na concentración de glicosa. Por tanto, as persoas que teñen diabetes a miúdo mostran un incremento da glicosilación das nucleoporinas, especialmente da nucleoporina 62.[2] En certas condicións autoinmunes os anticorpos anti-p62, que inhiben os complexos p62, foron asociados coa cirrose biliar primaria, que destrúe os condutos biliares do fígado.[7] A diminución da produción do complexo p62 é común a moitas enfermidades neurodexenerativas. A modificación do promotor de p62 por oxidación está correlacionada coa enfermidade de Alzheimer, e coas de Huntington, e Parkinson entre outros trastornos neurodexenerativos.[11] O incremento da expresión do xene NUP88, que codifica a nucleoporina 88, atópase comunmente en displasias precancerosas e neoplasmas malignos.[12] Exemplos As distintas nucleoporinas noméanse segundo o seu peso molecular en kDa. Por exemplo a nucleoporina de 35 kDa é a NUP35. Algúns exemplos da familia das nucleoporinas son:
Notas
Véxase taménLigazóns externas
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
