Primosome komponenter, funksjoner og applikasjoner



en primosome, i genetikk og andre grener av biologi, er det et multiproteinkompleks som har ansvaret for å gjennomføre 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 korrekt segregering av de genererte molekylene.

Det replikative komplekset som utfører alle trinnene for replikasjon kalles replisome, og den som er ansvarlig for sin start, primosome. Bare de proteiner som forblir assosiert som danner en kompleks multiprotein-overbygning tilhører disse legemene eller somasene. Imidlertid oppfyller mange andre tilbehørsproteiner ytterligere roller i primosomes.

Primosome må syntetisere et lite RNA-molekyl som forteller DNA-polymerasene hvor man skal starte syntesen de novo av DNA Dette lille molekylet RNA kalles primer (for andre, primer), siden det gir forrang (det vil si starter) til DNA-syntese-reaksjonen.

På spansk betyr primar å herske, å utmerke seg, for å dominere eller å gi forrang til noe eller noen. Det er, gi preferanse. På engelsk betyr "å prime" å forberede seg eller være klar for noe.

I alle fall må hver biologisk reaksjon være grunnlagt for noe, og DNA-replikasjon er ikke noe unntak.

index

  • 1 komponenter
    • 1.1 Primasa
    • 1,2 Helicasa
    • 1,3 DNA-polymerase
    • 1.4 Andre proteiner i primosome?
  • 2 Andre funksjoner av primosomes
  • 3 applikasjoner
  • 4 referanser

komponenter

Generelt bør hver replikasjonsgaffel rekruttere minst én primosome. Dette skjer på et bestemt sted (sekvens) av DNA-kalt ori, ved replikasjonens opprinnelse.

Det er på dette sted bli syntetisert RNA-molekyl som er spesifikt (første) som vil råde nye DNA-syntese. Enten replikasjon er ensrettet (enkelt replikasjonsgaffelen med en enkelt adresse) eller toveis (to replikasjonsgafler i to motsatte retninger), må DNA være åpnet og "ferdig" enkelt bånd.

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

Det forsinkede båndet, i motsatt retning, tjener som en mal for den diskontinuerlige syntese av nytt DNA i fraksjoner kalt Okazaki-fragmenter.

For å gi opprinnelse til hvert Okazaki-fragment, må den første reaksjonen prioriteres hver gang med de samme primosomer (sannsynligvis gjenbruk) for å danne samme type hybrider.

primase

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

RNA-primasen, i forbindelse med helikasen, binder til mal-DNA og syntetiserer en primer eller primer på 9 til 11 nt i lengde. Fra 3'-enden av dette RNA, og ved virkningen av DNA-polymerase, begynner et nytt DNA-molekyl å forlenge.

heli

En annen grunnleggende komponent av primosome er en helikase: et enzym som er i stand til å slappe av det dobbeltstrengede DNA og gir opphav til enkelt DNA-bånd i området der det virker.

Det er i denne enkelt bånd DNA-substrat hvor RNA primase som virker til å gi opphav til den første fra hvilken DNA-syntesen er forlenget med DNA-polymerasen er en del av replisoma.

DNA-polymerase

Selv om for noen å inkludere DNA-polymerase, snakker vi allerede om replisom, sannheten er at hvis du ikke starter syntesen av DNA, har ikke prioritert reaksjonen blitt prioritert. Og dette oppnås bare av primosome.

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

Alle legger deoksynukleotidtrifosfater til en kjede som vokser i 5 'til 3' retningen. Noen, men ikke alle, DNA-polymeraser har testlesingsaktivitet.

Det vil si at enzymet, etter å ha lagt til en rekke nukleotider, er i stand til å oppdage misinkorporeringer, lokalt nedbryte det berørte området og legge til de riktige nukleotidene..

¿Andre proteiner i primosome?

Strengt tatt ville de nevnte enzymene være tilstrekkelig til å prioritere syntese av DNA. Det har imidlertid vist seg at andre proteiner er involvert i montering og funksjon av primosome.

Kontroversen er ikke lett å løse fordi primosomes av forskjellige domener i livet har særegne funksjonelle kapasiteter. I tillegg bør arsenalet av rå RNAs legges til de kodede av virusene.

Vi kan konkludere med at hver primosome har kapasitet til å samhandle med andre molekyler avhengig av funksjonen som skal oppfylle.

Andre funksjoner av primosomes

Det funnet at primosomas kan også delta i polymerisasjonen av DNA-molekyler eller RNA, i terminalen overføring av forskjellige typer av nukleotider, i enkelte mekanismer for DNA-reparasjon, og i den rekombinasjon mekanisme som er kjent som terminal ende-sammenføyning ingen homologer.

Endelig har det også blitt observert at primosomer, eller i det minste premier, også kunne være involvert i gjenopptakelsen av replikasjon i arresterte gafler.

Vi kunne si at en eller annen måte ikke bare primosomas sparker denne grunnleggende mekanisme for DNA-metabolisme (replikasjon), men også bidrar til dens kontroll og homeostase.

søknader

Den bakterielle primosome er gjenstand for aktiv forskning som et målsted som kan tillate utvikling av mer potente antibiotika. i Escherichia coli, primase er translasjonsproduktet av genet dnaG.

Selv om alle levende vesener bruker en lignende mekanisme for å initiere DNA-replikasjon, har DNA-G-proteinet egenskaper som er unike for dem.

Derfor utformer de biologisk aktive forbindelser som spesifikt angriper bakteriens primosome uten å påvirke mennesket som er offer for bakteriell infeksjon.

Strategien ser ut til å være så lovende at forskning blir ledet til andre komponenter av bakteriell replisom. Videre hemming av primase og heli primosome av noen herpesvirus har gitt gode kliniske resultater i kampen mot varicella zoster virus og herpes simplex.

referanser

  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 av human primosome. Journal of Biological Chemistry, 291: 10006-10020.
  3. Kaguni, J. M. (2018) De makromolekylære maskiner som dupliserer Escherichia coli kromosom som mål for legemiddeloppdagelse. 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). Molekylærcellebiologi (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. Narkotika i dag (Barcelona), 53: 573-584.