Primosome komponente, funkcije in aplikacije



A primosome, v genetiki in drugih vejah biologije je multiproteinski kompleks odgovoren za izvajanje prvih korakov, ki vodijo do replikacije DNK. Replikacija DNK je kompleksen proces, ki vključuje več stopenj, od katerih je vsaka strogo urejena, da se zagotovi zvestoba in pravilna segregacija nastalih molekul..

Replikativni kompleks, ki izvaja vse korake replikacije, se imenuje nadomestni in tisti, ki je odgovoren za njegov začetek, primosome. Samo te beljakovine, ki ostajajo povezane s tvorbo kompleksne multiproteinske nadgradnje, pripadajo tem telesom ali somam. Vendar pa mnogi drugi dopolnilni proteini izpolnjujejo dodatne vloge v primosomih.

Primosom mora sintetizirati majhno molekulo RNA, ki pove DNA polimerazam, kje naj začne sintezo de novo DNA Ta majhna molekula RNA se imenuje primer (za druge, primer), saj daje prednost (to je, se začne) reakciji sinteze DNA..

V španščini, primar pomeni prevladati, da excel, prevladujejo ali dati prednost za nekaj ali nekoga. To pomeni, da dajte prednost. V angleščini pomeni „pripraviti“ sredstva za pripravo ali pripravljenost na nekaj.

V vsakem primeru mora biti vsaka biološka reakcija pripravljena na nekaj, replikacija DNK pa ni izjema.

Indeks

  • 1 Komponente
    • 1.1 Primasa
    • 1.2 Helicasa
    • 1.3 DNA polimeraza
    • 1.4 Drugi proteini v primosomu?
  • 2 Druge funkcije primosomov
  • 3 Aplikacije
  • 4 Reference

Komponente

Na splošno bi morala vsaka replikacijska vilica zbrati vsaj enega primosoma. To se zgodi na določenem mestu (zaporedju) imenovane DNK ori, po izvoru replikacije.

Prav na tej lokaciji je treba sintetizirati specifično molekulo RNA (primer), kar bo privedlo do sinteze nove DNA. Ne glede na to, ali je replikacija enosmerna (ena vrsta podvajanja z eno smerjo) ali dvosmerna (dve replikacijski vilici, v dveh nasprotnih smereh), je treba DNA odpreti in narediti "trak".

Tako imenovani vodilni trak (občutek 3 'do 5') omogoča neprekinjeno sintezo DNK v smeri 5 'do 3' iz ene same hibridne DNA DNA: RNA \ t.

Zapozneli pas, v nasprotni smeri, služi kot šablona za diskontinuirano sintezo nove DNA v frakcijah, ki se imenujejo Okazaki fragmenti.

Da bi dobili izvor vsakega Okazaki fragmenta, je treba začetno reakcijo prednostno vsakič dati istim primosomom (verjetno ponovno uporabljenim), da tvorijo enako vrsto hibridov..

Primasa

RNA primaza je DNA-odvisna RNA polimeraza; encim, ki uporablja DNA kot predlogo za sintezo RNA, ki je komplementarna zaporedju tega.

RNA primaza se v povezavi s helikazo veže na vzorčno DNA in sintetizira primer ali temeljni premaz dolžine 9 do 11 nt. S 3 'konca te RNA in z delovanjem DNA polimeraze začne nova molekula DNA podaljšati.

Helicasa

Še ena temeljna komponenta primosoma je helikaza: encim, ki je sposoben odvijanja dvoverižne DNA in povzroči nastanek posameznega traku DNK na območju, kjer deluje.

V tej preprosti plasti DNA substrata, kjer primaza RNA deluje tako, da povzroči prvo, iz katerega se sinteza DNA razširi iz DNA polimeraze, ki je del nadomestka..

DNA polimeraza

Čeprav nekateri vključujejo DNA polimerazo, že govorimo o relizumu, resnica pa je, da če ne začnete sinteze DNK, reakcija ni bila prioriteta. In to doseže le primosome.

V vsakem primeru so DNA polimeraze encimi, ki lahko sintetizirajo DNA de novo iz plesni, ki jih vodijo. Obstaja veliko vrst DNA polimeraz, od katerih ima vsaka svoje zahteve in značilnosti.

Vsi dodajo deoksinukleotidne trifosfate v verigo, ki raste v smeri 5 'do 3'. Nekatere, vendar ne vse, DNA polimeraze imajo testno bralno aktivnost.

To pomeni, da je po dodajanju niza nukleotidov encim sposoben zaznati misincorporacije, lokalno razgraditi prizadeto območje in dodati pravilne nukleotide..

¿Drugi proteini v primosomu?

Strogo rečeno, omenjeni encimi bi zadostovali za prednostno sintezo DNK. Vendar pa je bilo ugotovljeno, da so pri sestavljanju in delovanju primosoma vključeni drugi proteini.

Spor ni enostavno rešiti, ker imajo primosomi različnih področij življenja značilne funkcionalne zmogljivosti. Poleg tega je treba arzenal surovih RNA dodati tistim, ki so jih kodirali virusi.

Lahko bi sklepali, da ima vsaka primosom sposobnost interakcije z drugimi molekulami, odvisno od funkcije, ki bo izpolnila.

Druge funkcije primosomov

Ugotovljeno je bilo, da lahko primosomi sodelujejo tudi pri polimerizaciji molekul DNA ali RNA, pri terminalnem prenosu različnih tipov nukleotidov, v nekaterih mehanizmih popravila DNA, kot tudi v mehanizmu rekombinacije, ki je znan kot terminalni konec. brez homologov.

Nazadnje je bilo tudi ugotovljeno, da bi se lahko v nadaljevanju razmnoževanja v aretiranih vilicah vključile tudi primosome ali vsaj premije..

Lahko bi rekli, da na neki način primosomi ne začnejo le tega temeljnega mehanizma presnove DNK (replikacije), ampak prispevajo tudi k njegovi kontroli in homeostazi..

Aplikacije

Bakterijski primosom je predmet aktivnih raziskav kot ciljnega mesta, ki bi lahko omogočilo razvoj močnejših antibiotikov. V Escherichia coli, primaza je translacijski produkt gena dnaG.

Čeprav vsa živa bitja uporabljajo podoben mehanizem za sprožitev replikacije DNK, ima DNA-G protein lastnosti, ki so edinstvene zanje.

Zato oblikujejo biološko aktivne spojine, ki specifično napadajo primosome bakterije, ne da bi prizadele človeka, ki je žrtev bakterijske okužbe..

Zdi se, da je strategija tako obetavna, da so raziskave usmerjene na druge sestavine bakterijskega nadomestka. Poleg tega je inhibicija primaze in helicaze primosoma nekaterih herpesvirusov dala odlične klinične rezultate v boju proti virusom varicella zoster in herpes simplex..

Reference

  1. Alberts, B., Johnson, A.D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molekularna biologija celice (6)th Edition). W. W. Norton & Company, New York, NY, ZDA.
  2. Baranovskiy, A.G., Babayeva, N.D., Zhang, Y., Gu, J., Suwa, Y., Pavlov, Y. I., Tahirov, T.H. (2016) Mehanizem usklajene RNA-DNA prve sinteze človeške primosome. Journal of Biological Chemistry, 291: 10006-10020.
  3. Kaguni, J. M. (2018) Makromolekularni stroji, ki podvajajo Escherichia coli kromosom kot tarča za odkrivanje zdravil. Antibiotiki (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). Molekularna celična biologija (8th izdaja). W. H. Freeman, New York, NY, ZDA.
  5. Shiraki, K. (2017) Zaviralec helicase-primase amenamevir za okužbo z virusom herpes: proti praktični uporabi za zdravljenje herpesa zoster. Drugs of Today (Barcelona), 53: 573-584.