PRIMOSOMA: KOMPONENTIT, TOIMINNOT JA SOVELLUKSET - BIOLOGIA - 2026

Primosome, genetiikan, ja muiden alojen biologian, on moniproteiinikompleksin vastaa suorittamiseksi ensimmäisen vaiheet, jotka johtavat DNA: n replikaatiota. DNA: n replikaatio on monimutkainen prosessi, joka käsittää useita vaiheita, joista kutakin säännellään tiukasti generoitujen molekyylien uskollisuuden ja oikean segregaation varmistamiseksi.

Replikointikompleksia, joka suorittaa kaikki replikointivaiheet, kutsutaan replisomiksi, ja kompleksi, joka vastaa vain sen aloittamisesta, primosomiksi. Vain ne proteiinit, jotka pysyvät assosioituneina muodostaen monimutkaisen moniproteiinien ylärakenteen, kuuluvat näihin elimiin tai someihin. Kuitenkin monet muut apuproteiinit palvelevat lisärooleja primosomeissa.

Primosomin on syntetisoitava pieni RNA-molekyyli, joka kertoo DNA-polymeraaseille mistä aloittaa de novo-DNA-synteesi. Tätä pientä RNA-molekyyliä kutsutaan alukkeeksi (toisille aluke), koska se alkaa (ts. Se käynnistää) DNA-synteesireaktion.

Espanjan kielellä vallitsee tarkoittaa voittamista, erotumista, hallintaa tai ensisijaisuuden myöntämistä jollekin tai jollekin. Eli, anna etusija. Englanniksi '' prime '' tarkoittaa valmistautumista tai olemista valmiiksi jotain varten.

Joka tapauksessa jokaista biologista reaktiota on ohjattava jollain, ja DNA: n replikaatio ei ole poikkeus.

komponentit

Yleisesti ottaen jokaisen replikaatiohaarukan tulisi rekrytoida vähintään yksi primosomi. Tämä tapahtuu spesifisessä paikassa (sekvenssissä) DNA: ssa, jota kutsutaan oriksi, replikaation aloituskohdan perusteella.

Uuden DNA: n synteesi tulee voimaan juuri tässä paikassa, kun spesifinen RNA-molekyyli (aluke) on syntetisoitava. Riippumatta siitä onko replikaatio yksisuuntainen (yksi replikointihaarukka yhdellä suunnalla) vai kaksisuuntainen (kaksi replikaatiohaarukkaa kohti kahta vastakkaista suuntaa), DNA: n on avauduttava ja "tullut" yhdeksi kaistaksi.

Niin kutsuttu johtajakaista (3'-5'-tunne) mahdollistaa DNA: n jatkuvan synteesin 5'-3'-merkityksessä, alkaen yhdestä DNA: RNA -hybridikohdasta.

Päinvastainen suuntainen hidastettu nauha toimii templaattina uuden DNA: n epäjatkuvalle synteesille fraktioiksi, joita kutsutaan Okazaki-fragmentteiksi.

Jokaisen Okazaki-fragmentin tuottamiseksi aloitusreaktio on priorisoitava joka kerta samoilla primosomeilla (todennäköisesti käytettävä uudelleen) saman tyyppisten hybridien muodostamiseksi.

palkkio

RNA-primaasi on DNA: sta riippuvainen RNA-polymeraasi; entsyymi, joka käyttää DNA: ta templaattina RNA: n syntetisoimiseksi sen sekvenssille.

RNA-primaasi sitoutuu yhdessä helikaasin kanssa templaatti-DNA: han ja syntetisoi alukkeen tai alukkeen, jonka pituus on 9-11 nt. Alkaen tämän RNA: n 3'-päästä ja DNA-polymeraasin vaikutuksesta uusi DNA-molekyyli alkaa pidentyä.

Helicasa

Toinen primosomin peruskomponentti on helikaasi: entsyymi, joka kykenee purkamaan kaksikaistaisen DNA: n ja muodostamaan yksikaistaisen DNA: n alueella, jolla se toimii.

Juuri tässä yksikaistaisessa DNA-substraatissa RNA-primaasi toimii antaen alukkeen, josta DNA-synteesi ulottuu DNA-polymeraasilla, joka on osa replisomea.

DNA-polymeraasi

Vaikka joillekin puhumme jo DNA: n polymeraasin sisällyttämisen yhteydessä replisomista, totuus on, että jos DNA-synteesiä ei aloiteta, reaktio ei ole voittanut. Ja tämä saavutetaan vain primosomilla.

Joka tapauksessa DNA-polymeraasit ovat entsyymejä, jotka kykenevät syntetisoimaan de novo-DNA: ta templaatista, joka johtaa niitä. DNA-polymeraaseja on monen tyyppisiä, jokaisella on omat vaatimukset ja ominaisuudet.

Ne kaikki lisäävät deoksinukleotiditrifosfaattia juosteeseen, joka kasvaa 5 '- 3'. Joillakin, mutta ei kaikilla, DNA-polymeraaseilla on testinlukuaktiivisuutta.

Toisin sanoen, kun on lisätty joukko nukleotideja, entsyymi kykenee havaitsemaan virheelliset yhdistelmät, hajottamaan paikallisesti vahingoittunutta aluetta ja lisäämään oikeat nukleotidit.

¿ Muut proteiinit primosome?

Tarkkaan ottaen mainitut entsyymit riittäisivät DNA-synteesin priorisointiin. Muiden proteiinien on kuitenkin havaittu osallistuvan primosomin kokoonpanoon ja toimintaan.

Kiistaa ei ole helppo ratkaista, koska elämän eri alojen primosomeilla on erottuva toiminnallinen kyky. Lisäksi RNA-serkkujen arsenaali olisi lisättävä virusten koodaamiin.

Voimme päätellä, että jokaisella primosomilla on kyky olla vuorovaikutuksessa muiden molekyylien kanssa riippuen toiminnosta, jonka se aikoo suorittaa.

Muut primosomien toiminnot

On havaittu, että primosomit voivat myös osallistua DNA- tai RNA-molekyylien polymerointiin, erityyppisten nukleotidien terminaaliseen siirtoon, joihinkin DNA: n korjausmekanismeihin, samoin kuin yhdistelmämekanismiin, joka tunnetaan päiden terminaalisena liitoskohtana. ei homologinen.

Lopuksi on myös havaittu, että primosomit tai ainakin serkut voivat myös olla mukana replikaation uudelleenkäynnistyksessä pysäytetyillä haarukoilla.

Voimme sanoa, että primosomit eivät vain käynnistä tätä DNA: n aineenvaihdunnan (replikaation) perustavaa mekanismia, vaan myös edistävät sen hallintaa ja homeostaasia.

Sovellukset

Bakteerien primosomi on aktiivisen tutkimuksen kohteena kohdepaikkana, joka voisi mahdollistaa tehokkaampien antibioottien kehittämisen. Escherichia colissa primaasi on dnaG-geenin translaation tuote.

Vaikka kaikki elävät olennot käyttävät samanlaista mekanismia DNA-replikaation aloittamiseen, DNA-G-proteiinilla on omat ja ainutlaatuiset ominaisuudet.

Tästä syystä suunnitellaan biologisesti aktiivisia yhdisteitä, jotka hyökkäävät spesifisesti bakteerin primoomiin vaikuttamatta ihmiseen, joka on bakteeri-infektion uhri.

Strategia näyttää olevan niin lupaava, että tutkimusta kohdistetaan bakteerien replisomian muihin komponentteihin. Lisäksi joidenkin herpesvirusten primosomiprimaasin ja helikaasin estäminen on antanut erinomaisia ​​kliinisiä tuloksia torjuessa vesirokko- ja herpes simplex-viruksia.

Viitteet

1. Alberts, B. Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6 ^th Edition). WW Norton & Company, New York, NY, Yhdysvallat.
2. Baranovskiy, AG, Babayeva, ND, Zhang, Y., Gu, J., Suwa, Y., Pavlov, YI, Tahirov, T.H. (2016) Ihmisen primosomin koordinoidun RNA-DNA-alukesynteesin mekanismi. Journal of Biological Chemistry, 291: 10006 - 10020.
3. Kaguni, JM (2018) Makromolekyyliset koneet, jotka kopioivat Escherichia colin kromosomin, lääkkeiden löytämisen kohteina. Antibiotcis (Basel), 7. doi: 10.3390 / antibiootit 7010023.
4. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, CA, Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A., Martin, KC (2016). Molecular Cell Biology (8 ^th edition). WH Freeman, New York, NY, Yhdysvallat.
5. Shiraki, K. (2017) Helikaasi-primaasin estäjä amenameviiri herpesvirusinfektioon: Kohti käytännön sovellusta herpes zosterin hoitamiseen. Drugs of Today (Barcelona), 53: 573-584.