PRIMOSOMA: KOMPONENTER, FUNKSJONER OG APPLIKASJONER - BIOLOGI - 2026

Et primosom , innen genetikk og andre grener av biologi, er et multiproteinkompleks med ansvar for å utføre de første trinnene som fører til DNA-replikasjon. DNA-replikasjon er en kompleks prosess som involverer flere stadier, hver av dem strengt regulert for å sikre troskap og riktig segregering av de genererte molekylene.

Replikasjonskomplekset som utfører alle replikasjonstrinnene kalles replisomet, og det som bare er ansvarlig for dets igangsettelse, primosomet. Bare proteiner som forblir assosiert med dannelse av en kompleks multiproteinoverbygning, tilhører disse kroppene, eller somes. Imidlertid tjener mange andre tilbehørsproteiner flere roller i primosomer.

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

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

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

komponenter

Generelt sett bør hver replikasjonsgaffel rekruttere minst ett primosom. Dette skjer på et spesifikt sted (sekvens) i DNA kalt ori, etter replikasjonsstart.

Det er på dette stedet der det spesifikke RNA-molekylet (grunning) må syntetiseres at syntesen av det nye DNAet vil seire. Uavhengig av om replikasjonen er ensrettet (en enkel replikasjonsgaffel med en enkelt retning) eller toveis (to replikasjonsgaffler, mot to motsatte retninger), må DNAet åpne og "bli" et enkelt bånd.

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

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

For å gi opphav til hvert Okazaki-fragment, må initieringsreaksjonen prioriteres hver gang med de samme primosomene (sannsynligvis gjenbruk) 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 komplementært med dets sekvens.

RNA-primase, i forbindelse med helikase, binder seg til mal-DNA og syntetiserer en primer eller en primer med en lengde på 9-11 nt. Med start fra 3'-enden av dette RNA, og ved virkning av DNA-polymerase, begynner et nytt DNA-molekyl å forlenge seg.

Helicasa

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

Det er i dette enkeltbåndets DNA-underlag som RNA-primase virker å gi opphav til primeren som DNA-syntese strekker seg fra DNA-polymerasen som er en del av replisomet.

DNA-polymerase

Selv om vi for noen, ved å inkludere DNA-polymerase, allerede snakker om replisomet, er sannheten at hvis DNA-syntese ikke startes, har reaksjonen ikke hatt råd. 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 mal som leder dem. Det er mange typer DNA-polymeraser, hver med sine egne krav og egenskaper.

De tilfører alle deoksynukleotid-trifosfat til en tråd som vokser 5 'til 3'. Noen, men ikke alle, DNA-polymeraser har testavlesningsaktivitet.

Det vil si at etter tilsetning av en serie nukleotider er enzymet i stand til å oppdage feil inkorporeringer, lokalt nedbryte det berørte området og tilsette de riktige nukleotidene.

¿ Andre proteiner i primosomet?

Strengt tatt vil de nevnte enzymer være tilstrekkelig til å prioritere DNA-syntese. Imidlertid har andre proteiner vist seg å delta i sammensetningen og funksjonen til primosomet.

Kontroversen er ikke lett å løse fordi primosomer fra forskjellige livsområder har særegne funksjonelle evner. I tillegg bør arsenalet til RNA-søskenbarn 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 funksjonen det skal utføre.

Andre funksjoner av primosomer

Det har blitt funnet at primosomer også kan delta i polymerisasjonen av DNA- eller RNA-molekyler, i den terminale overføringen av forskjellige typer nukleotider, i noen DNA-reparasjonsmekanismer, så vel som i rekombinasjonsmekanismen kjent som terminal forbindelse av ender. ikke homolog.

Endelig har det også blitt observert at primosomer, eller i det minste søskenbarn, også kunne være involvert i omstart av replikering ved stoppede gafler.

Vi kan si at på noen måte starter primosomene ikke bare denne grunnleggende mekanismen for DNA-metabolisme (replikasjon), men også bidrar til kontroll og homeostase.

applikasjoner

Det bakterielle primosomet er gjenstand for aktiv forskning som et målsted som kan tillate utvikling av kraftigere antibiotika. I Escherichia coli er primase det translasjonsproduktet av dnaG-genet.

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

Av denne grunn blir biologisk aktive forbindelser utformet som spesifikt ville angripe primosomet til bakterien, uten å påvirke mennesket som er offer for en bakteriell infeksjon.

Strategien ser ut til å være så lovende at forskning rettes mot andre komponenter i bakterierepisomet. Videre har hemming av primosom primase og helikase av noen herpesvirus gitt utmerkede kliniske resultater i kampen mot varicella zoster og herpes simplex virus.

referanser

1. Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology av cellen (6 ^th Edition). WW Norton & Company, New York, NY, USA.
2. Baranovskiy, AG, Babayeva, ND, Zhang, Y., Gu, J., Suwa, Y., Pavlov, YI, Tahirov, T .H. (2016) Mekanisme for samordnet RNA-DNA-primersyntese av det menneskelige primosomet. Journal of Biologisk kjemi, 291: 10006-10020.
3. Kaguni, JM (2018) De makromolekylære maskinene som dupliserer Escherichia coli-kromosomet som mål for funn av medikamenter. Antibiotcis (Basel), 7. doi: 10.3390 / antibiotika7010023.
4. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, CA, Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A., Martin, KC (2016). Molekylær cellebiologi (8 ^th edition). WH Freeman, New York, NY, USA.
5. Shiraki, K. (2017) Helicase-primasehemmer amenamevir for herpesvirusinfeksjon: Mot praktisk anvendelse for behandling av herpes zoster. Drugs of Today (Barcelona), 53: 573-584.