Primosomakomponenter, funksjoner og applikasjoner

4474
Egbert Haynes
Primosomakomponenter, funksjoner og applikasjoner

EN primosom, i genetikk og andre grener av biologien, er det et multiproteinkompleks som har ansvaret for å utføre de første trinnene som fører til DNA-replikasjon. DNA-replikering er en kompleks prosess som involverer flere trinn, hver av dem er strengt regulert for å sikre troskap og riktig segregering av de genererte molekylene..

Replikasjonskomplekset som utfører alle replikasjonstrinnene kalles replisome, og det som bare er ansvarlig for initieringen, primosomet. Bare proteiner som forblir assosiert og danner en kompleks multiprotein-overbygning tilhører disse kroppene, eller somene. Imidlertid tjener mange andre tilleggsproteiner flere roller i primosomer..

Primosomet må syntetisere et lite RNA-molekyl som forteller DNA-polymeraser hvor syntese skal startes de novo av DNA. Dette lille RNA-molekylet kalles primer (for andre, primer), siden det primer (det vil si det starter) DNA-syntese-reaksjonen.

På spansk betyr å seire å seire, å skille seg ut, å dominere eller å gi fortrinn til noe eller noen. Det vil si gi preferanse. På engelsk betyr 'å prime' å forberede seg eller være klar for noe.

I alle fall må enhver biologisk reaksjon prioriteres av noe, og DNA-replikering er ikke noe unntak..

Artikkelindeks

  • 1 Komponenter
    • 1.1 Premium
    • 1.2 Helicasa
    • 1.3 DNA-polymerase
    • 1.4 Er andre proteiner i primosomet?
  • 2 Andre funksjoner av primosomer
  • 3 applikasjoner
  • 4 Referanser

Komponenter (rediger)

Generelt sett bør hver replikasjonsgaffel rekruttere minst ett primosom. Dette skjer på et bestemt sted (sekvens) i DNA som kalles ori, etter replikasjonsopprinnelse.

Det er på dette stedet der det spesifikke RNA-molekylet (primer) må syntetiseres at syntesen av det nye DNA vil seire. Uansett om replikasjonen er ensrettet (en enkelt replikasjonsgaffel med en enkelt retning) eller toveis (to replikasjonsgafler, mot to motsatte retninger), må DNA åpnes og "bli" et enkelt bånd.

Det såkalte lederbåndet (3 'til 5' sense) tillater kontinuerlig syntese av DNA i 5 'til 3' sense, fra et enkelt DNA: RNA-hybridsted.

Det forsinkede båndet, i motsatt retning, fungerer som en mal for den diskontinuerlige syntesen av nytt DNA i fraksjoner som kalles Okazaki-fragmenter..

For å gi opphav til hvert Okazaki-fragment, må initieringsreaksjonen seire hver gang med de samme primosomene (sannsynligvis gjenbrukt) for å danne samme type hybrider..

Premium

RNA-primase er en DNA-avhengig RNA-polymerase; et enzym som bruker DNA som mal for å syntetisere et RNA som er komplementært til sekvensen av dette.

RNA-primase, i forbindelse med helicase, binder seg til mal-DNA og syntetiserer en primer eller primer 9-11 nt i lengde. Fra 3'-enden av dette RNA, og ved innvirkning av DNA-polymerase, begynner et nytt DNA-molekyl å avlange..

Helicasa

En annen grunnleggende komponent i primosomet er en helicase: et enzym som er i stand til å avvikle dobbeltbånds-DNA og gi opphav til enkeltbånds-DNA i området der det virker..

Det er i dette enkeltbånds-DNA-substratet RNA-primase virker for å gi opphav til primeren som DNA-syntese strekker seg fra ved DNA-polymerase som er en del av replisomet..

DNA-polymerase

Selv om vi for noen, ved å inkludere DNA-polymerase, allerede snakker om replisome, er sannheten at hvis DNA-syntese ikke startes, har ikke reaksjonen seiret. Og dette oppnås bare av primosomet.

I alle fall er DNA-polymeraser enzymer som er i stand til å syntetisere DNA de novo fra en form som guider dem. Det er mange typer DNA-polymeraser, hver med sine egne krav og egenskaper..

De tilfører alle deoksynukleotidtrifosfat i en kjede som vokser 5 'til 3'. Noen, men ikke alle, DNA-polymeraser har testlesingsaktivitet.

Etter at en serie nukleotider er tilsatt, er enzymet i stand til å oppdage feilaktige inkorporeringer, lokalt nedbryte det berørte området og legge til de riktige nukleotidene.

¿Andre proteiner i primosomet?

Strengt tatt vil de nevnte enzymene være tilstrekkelig til å prioritere DNA-syntese. Imidlertid har andre proteiner blitt funnet å delta i samlingen og funksjonen av primosomet..

Kontroversen er ikke lett å løse fordi primosomer fra forskjellige livsområder har særegne funksjonelle evner. I tillegg bør arsenalet av RNA-fettere legges til de som er kodet av virus.

Vi kan konkludere med at hvert primosom har evnen til å samhandle med andre molekyler, avhengig av hvilken funksjon det skal utføre..

Andre funksjoner av primosomer

Det har blitt funnet at primosomer også kan delta i polymeriseringen av DNA- eller RNA-molekyler, i terminal overføring av forskjellige typer nukleotider, i noen DNA-reparasjonsmekanismer, så vel som i rekombinasjonsmekanismen kjent som terminalforbindelse av ender. homolog.

Til slutt har det også blitt observert at primosomer, eller i det minste fettere, også kan være involvert i omstart av replikering ved stoppede gafler..

Vi kan si at primosomer på en eller annen måte ikke bare initierer denne grunnleggende mekanismen for DNA-metabolisme (replikasjon), men også bidrar til dens kontroll og homeostase.

applikasjoner

Det bakterielle primosomet er gjenstand for aktiv forskning som et målsted som kan tillate utvikling av kraftigere antibiotika. På Escherichia coli, primase er det translasjonelle produktet av genet dnaG.

Selv om alle levende vesener bruker en lignende mekanisme for å sette i gang DNA-replikasjon, har DNA-G-proteinet egenskaper som er dets egne og unike..

Av denne grunn blir det utviklet biologisk aktive forbindelser som spesifikt angriper primosomen til bakterien, uten å påvirke mennesket som er offer for en bakteriell infeksjon..

Strategien ser ut til å være så lovende at forskning er rettet mot andre komponenter i bakteriell replisome. Videre har inhiberingen av primase og helicase av primosomet til noen herpesvirus gitt utmerkede kliniske resultater i kampen mot varicella zoster og herpes simplex virus..

Referanser

  1. Alberts, B., Johnson, A. D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6th Utgave). 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-primersyntese av det menneskelige primosomet. Journal of Biological Chemistry, 291: 10006-10020.
  3. Kaguni, J. M. (2018) De makromolekylære maskinene som dupliserer Escherichia coli kromosom som mål for funn av medikamenter. Antibiotcis (Basel), 7. doi: 10.3390 / antibiotika7010023.
  4. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C. A., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A., Martin, K. C. (2016). Molekylær cellebiologi (8th utgave). W. H. Freeman, New York, NY, USA.
  5. Shiraki, K. (2017) Helicase-primase inhibitor amenamevir for herpesvirusinfeksjon: Mot praktisk anvendelse for behandling av herpes zoster. Drugs of Today (Barcelona), 53: 573-584.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.