Primosome komponenter, funktioner og applikationer



en primosom, i genetik og andre grene af biologi er det et multiproteinkompleks, der har ansvaret for at udføre de første trin, der fører til replikation af DNA. DNA replikation er en kompleks proces, der involverer flere faser, hver af dem strengt reguleret for at sikre troskab og korrekt adskillelse af de dannede molekyler.

Det replikative kompleks, der udfører alle trin af replikation, hedder replisome, og den ene der er ansvarlig for dets start, primosome. Kun de proteiner, der forbliver associerede, der danner en kompleks multiprotein overbygning tilhører disse organer eller somas. Imidlertid opfylder mange andre tilbehørproteiner yderligere roller i primosomer.

Primosome skal syntetisere et lille RNA-molekyle, der fortæller DNA-polymeraserne, hvor man skal starte syntesen de novo af DNA Dette lille molekyle af RNA kaldes primer (for andre primer), da det giver forrang (det vil sige starter) til DNA-syntesereaktionen.

På spansk betyder primar at råde over, at udmærke sig for at dominere eller give forrang til noget eller nogen. Det vil sige, give præference. På engelsk betyder 'at prime' at forberede sig eller være klar til noget.

Under alle omstændigheder skal enhver biologisk reaktion primeres for noget, og DNA-replikation er ingen undtagelse.

indeks

  • 1 komponenter
    • 1.1 Primasa
    • 1,2 Helicasa
    • 1,3 DNA-polymerase
    • 1.4 Andre proteiner i primosom?
  • 2 Andre funktioner af primosomes
  • 3 applikationer
  • 4 referencer

komponenter

Generelt skal hver replikationsgaffel rekruttere mindst ét ​​primosom. Dette sker på et specifikt sted (sekvens) af det kaldte DNA Ori, ved replikations oprindelse.

Det er på dette websted, at det specifikke RNA-molekyle (primer) skal syntetiseres, hvilket vil føre til syntese af nyt DNA. Uanset om replikationen er ensrettet (en enkelt replikationsgaffel med en enkelt retning) eller tovejs (to replikationsgafler i to modsatte retninger), skal DNA'et åbnes og "bånd" laves.

Det såkaldte lederbånd (3 'til 5' -følelse) tillader kontinuerlig syntese af DNA i 5'- til 3'-retningen fra et enkelt hybrid-site-DNA: RNA.

Det forsinkede bånd tjener i modsat retning som en skabelon til den diskontinuerlige syntese af nyt DNA i fraktioner kaldet Okazaki-fragmenter.

For at give oprindelsen til hvert Okazaki-fragment, skal den første reaktion prioriteres hver gang med de samme primosomer (sandsynligvis genanvendt) for at danne den samme type hybrider.

primase

RNA-primase er en DNA-afhængig RNA-polymerase; et enzym, der bruger DNA som en skabelon til at syntetisere et RNA komplementært til sekvensen af ​​dette.

RNA-primasen binder sammen med helikasen til template DNA og syntetiserer en primer eller primer på 9 til 11 nt i længden. Fra 3'-enden af ​​dette RNA og ved virkningen af ​​DNA-polymerase begynder et nyt DNA-molekyle at forlenge.

helicase

En anden fundamental komponent i primosomet er en helicase: et enzym, der er i stand til at afvikle det dobbeltstrengede DNA og give anledning til enkelt DNA-bånd i det område, hvor det virker.

Det er i dette simple DNA-substratbånd, hvor primas-RNA virker til at give anledning til den første, hvorfra DNA-syntese strækker sig fra DNA-polymerasen, der er en del af replisomet.

DNA-polymerase

Selvom for nogle at inkludere DNA-polymerase, snakker vi allerede om replisom, sandheden er, at hvis du ikke starter syntesen, har DNA ikke prioriteret reaktionen. Og dette opnås kun af primosome.

I hvert fald er DNA-polymeraser enzymer i stand til at syntetisere DNA de novo fra en form, der styrer dem. Der er mange typer DNA polymeraser, hver med sine egne krav og egenskaber.

Alle tilføjer deoxynucleotidtriphosphater til en kæde, der vokser i 5'-til-3'-retningen. Nogle, men ikke alle, DNA-polymeraser har testlæsningsaktivitet.

Dvs. efter at have tilføjet en række nukleotider, er enzymet i stand til at detektere misincorporations, lokalt nedbryde det berørte område og tilføje de korrekte nukleotider..

¿Andre proteiner i primosome?

Strengt taget ville de nævnte enzymer være tilstrækkelige til at prioritere syntese af DNA. Det har imidlertid vist sig, at andre proteiner er involveret i sammensætningen og funktionen af ​​primosomet.

Kontroversen er ikke let at løse, fordi primosomerne på forskellige områder af livet har karakteristiske funktionelle kapaciteter. Derudover bør arsenalet af rå RNA'er tilsættes til de kodede af virusene.

Vi kunne konkludere, at hver primosome har evnen til at interagere med andre molekyler afhængigt af den funktion, der skal opfyldes.

Andre funktioner af primosomes

Det har vist sig, at primosomer også kan deltage i polymeriseringen af ​​DNA- eller RNA-molekyler ved terminalt overførsel af forskellige typer af nukleotider i nogle mekanismer for DNA-reparation såvel som i mekanismen for rekombination kendt som terminal endeforbindelse. ingen homologer.

Endelig er det også blevet observeret, at primosomer, eller i det mindste præmier, også kunne være involveret i genoptagelsen af ​​replikation i arresterede gafler.

Vi kunne sige, at primosomes på en eller anden måde ikke kun starter denne grundlæggende mekanisme for DNA-metabolisme (replikation), men bidrager også til dets kontrol og homeostase.

applikationer

Den bakterielle primosome er genstand for aktiv forskning som et målsted, der kunne tillade udvikling af mere potente antibiotika. i Escherichia coli, primase er translationsproduktet af genet DNAG.

Selvom alle levende væsener bruger en lignende mekanisme til initiering af DNA-replikation, har DNA-G-proteinet egenskaber, der er unikke for dem.

Derfor er de ved at designe biologisk aktive forbindelser, der specifikt angriber bakteriens primosom uden at påvirke det menneske, der er offer for en bakteriel infektion.

Strategien ser ud til at være så lovende, at forskningen bliver rettet mod andre komponenter i den bakterielle replisom. Desuden har inhiberingen af ​​primasen og helikasen af ​​primosomet af nogle herpesviruser givet fremragende kliniske resultater i kampen mod varicella zoster og herpes simplex vira..

referencer

  1. Alberts, B., Johnson, A. D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cellth Edition). W. W. Norton & Company, New York, NY, USA.
  2. Baranovskiy, A. G., Babayeva, N.D., Zhang, Y., Gu, J., Suwa, Y., Pavlov, Y. I., Tahirov, T.H. (2016) Mekanisme for samordnet RNA-DNA-første syntese af det humane primosom. Journal of Biological Chemistry, 291: 10006-10020.
  3. Kaguni, J. M. (2018) De makromolekylære maskiner, der duplikerer Escherichia coli kromosom som mål for lægemiddelopdagelse. Antibiotika (Basel), 7. doi: 10.3390 / antibiotics7010023.
  4. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C. A., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A., Martin, K.C. (2016). Molekylcellebiologi (8th udgave). W. H. Freeman, New York, NY, USA.
  5. Shiraki, K. (2017) Helicase-primaseinhibitor amenamevir til herpesvirusinfektion: Mod praktisk anvendelse til behandling af herpes zoster. Drugs of Today (Barcelona), 53: 573-584.