Primosome-komponentit, toiminnot ja sovellukset



primosome, genetiikassa ja muissa biologian aloilla se on moniproteiinikompleksi, jonka tehtävänä on suorittaa ensimmäiset vaiheet, jotka johtavat DNA: n replikaatioon. DNA-replikaatio on monimutkainen prosessi, johon liittyy useita vaiheita, joista kukin on tiukasti säännelty, jotta varmistetaan syntyneiden molekyylien uskollisuus ja oikea erottelu.

Replikoivaa kompleksia, joka suorittaa kaikki kopiointivaiheet, kutsutaan replisome-nimiseksi, ja se, joka vastaa sen aloituksesta, primosome. Näihin elimiin tai somasiin kuuluvat vain sellaiset proteiinit, jotka liittyvät edelleen monimutkaisen moniproteiinirakenteen muodostamiseen. Monet muut lisäproteiinit täyttävät kuitenkin ylimääräisiä rooleja primosomeissa.

Ensisijaisen täytyy syntetisoida pieni RNA-molekyyli, joka kertoo DNA-polymeraaseille, mihin aloittaa synteesi de novo DNA: ta Tätä pientä RNA-molekyyliä kutsutaan alukkeeksi (toisille, alukkeelle), koska se antaa ensisijaisuuden (eli alkaa) DNA-synteesireaktiolle.

Espanjan kielellä tarkoitetaan ensisijaisesti hallitsevaa, ylivoimaisempaa, hallitsevampaa tai ensisijaista jotakin tai jotakuta. Eli antaa etusijalle. Englannin kielellä 'to prime' tarkoittaa, että valmistaudutaan tai olla valmiina jotain.

Joka tapauksessa jokainen biologinen reaktio on pohjustettava jollekin, eikä DNA: n replikaatio ole poikkeus.

indeksi

  • 1 Komponentit
    • 1.1 Primasa
    • 1.2 Helicasa
    • 1.3 DNA-polymeraasi
    • 1.4 Muut proteiinit primosomeissa?
  • 2 Ensisijaisten muut toiminnot
  • 3 Sovellukset
  • 4 Viitteet

komponentit

Yleisesti ottaen jokaisen replikaation haarukan pitäisi rekrytoida ainakin yksi primosome. Tämä tapahtuu kutsutun DNA: n tietyssä paikassa (sekvenssissä) ori, replikaation alkuperän mukaan.

Tässä paikassa on syntetisoitava spesifinen RNA-molekyyli (aluke), joka johtaa uuden DNA: n synteesiin. Riippumatta siitä, onko replikointi yksisuuntainen (yksittäinen replikointikahva yhdellä suunnalla) tai kaksisuuntainen (kaksi replikointihaarua, kahdessa vastakkaiseen suuntaan), DNA on avattava ja "bändi" tehtävä.

Ns. Johtosarja (3 '- 5' sense) sallii DNA: n jatkuvan synteesin 5'-3'-suunnassa yhdestä hybridisivuston DNA: sta: RNA.

Viivästetty nauha on vastakkaiseen suuntaan mallina uuden DNA: n epäjatkuvalle synteesille Okazaki-fragmenteiksi kutsutuissa fraktioissa.

Jotta jokainen Okazaki-fragmentti saadaan alkuperään, aloitusreaktio on priorisoitava aina samoilla primosomeilla (luultavasti uudelleen käytettynä) saman tyyppisten hybridien muodostamiseksi.

primaasi

RNA-primaasi on DNA-riippuvainen RNA-polymeraasi; entsyymi, joka käyttää DNA: ta templaattina tämän sekvenssin komplementaarisen RNA: n syntetisoimiseksi.

RNA-primassi sitoutuu helikaasin yhteydessä templaatti-DNA: han ja syntetisoi alukkeen tai alukkeen, jonka pituus on 9 - 11 nt. Tämän RNA: n 3'-päästä ja DNA-polymeraasin vaikutuksesta uusi DNA-molekyyli alkaa alkaa pidentyä.

helikaasi

Toinen primosomin olennainen osa on helikaasi: entsyymi, joka kykenee hajottamaan kaksisäikeisen DNA: n ja synnyttämään yhden DNA-kaistan alueella, jossa se toimii.

Tässä yksinkertaisessa DNA-substraattikaistassa, jossa primase-RNA toimii ensimmäisenä, josta DNA-synteesi ulottuu DNA-polymeraasista, joka on osa replisomeja.

DNA-polymeraasi

Vaikka joillekin DNA-polymeraasin sisällyttämisestä puhumme jo nyt replisomeista, totuus on, että jos et aloita DNA: n synteesiä, se ei ole priorisoinut reaktiota. Ja tämä saavutetaan vain ensimmaisella.

Joka tapauksessa DNA-polymeraasit ovat entsyymejä, jotka kykenevät syntetisoimaan DNA: ta de novo muotista, joka ohjaa niitä. DNA-polymeraaseja on monenlaisia, joilla kullakin on omat vaatimukset ja ominaisuudet.

Kaikki lisäävät deoksinukleotiditrifosfaatteja ketjuun, joka kasvaa 5 '- 3' suuntaan. Joillakin, mutta ei kaikilla, DNA-polymeraaseilla on testilukema.

Toisin sanoen, kun on lisätty nukleotidisarja, entsyymi kykenee havaitsemaan väärinkäytökset, paikallisesti hajottamaan vaikutusalueen ja lisäämään oikeat nukleotidit..

¿Muut proteiinit primosomeissa?

Tarkasti ottaen mainitut entsyymit riittäisivät priorisoimaan DNA: n synteesiä. On kuitenkin havaittu, että muut proteiinit osallistuvat primosomin kokoonpanoon ja toimintaan.

Erimielisyyttä ei ole helppo ratkaista, koska eri elämänalueiden primosomeilla on erottuvia toiminnallisia valmiuksia. Lisäksi raaka-RNA: iden arsenaali tulisi lisätä virusten koodaamiin.

Voisimme päätellä, että jokaisella primosomilla on kyky vuorovaikutuksessa muiden molekyylien kanssa riippuen siitä, mikä toiminto täyttää.

Muut primosomien toiminnot

On havaittu, että primosomit voivat myös osallistua DNA- tai RNA-molekyylien polymerointiin, erilaisten nukleotidityyppien terminaalisessa siirrossa, joissakin DNA-korjausmekanismeissa, sekä rekombinaatiomekanismissa, joka tunnetaan päätelaitteen liittymänä. ei homologeja.

Lopuksi on myös todettu, että primosomeja tai ainakin palkkioita voitaisiin myös osallistua uusintatoiminnan aloittamiseen pidätetyissä haarukkaissa..

Voisimme sanoa, että jotenkin primosomit eivät ainoastaan ​​aloita tätä DNA-aineenvaihduntaa (replikaatiota), vaan myös vaikuttavat sen kontrollointiin ja homeostaasiin.

sovellukset

Bakteerien primosomi on aktiivisen tutkimuksen kohde kohdesivustona, joka voisi sallia tehokkaampien antibioottien kehittymisen. sisään Escherichia coli, primaasi on geenin translaatiotuote dnaG.

Vaikka kaikki elävät olennot käyttävät samanlaista mekanismia DNA-replikaation aloittamiseksi, DNA-G-proteiinilla on niille ainutlaatuisia ominaisuuksia.

Siksi he suunnittelevat biologisesti aktiivisia yhdisteitä, jotka hyökkäävät spesifisesti bakteerien primomeomiin vaikuttamatta ihmisen bakteeri-infektioon..

Strategia näyttää olevan niin lupaava, että tutkimus kohdistuu muihin bakteerien replisomeen. Lisäksi joidenkin herpesvirusten primaasin ja helikaasin estäminen on antanut erinomaisia ​​kliinisiä tuloksia taistelussa varicella zosteria ja herpes simplex -viruksia vastaan..

viittaukset

  1. Alberts, B., Johnson, A.D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) solun molekyylibiologia (6th Painos). 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. (2016) Ihmisen primosomien RNA-DNA: n ensimmäisen synteesin mekanismi. Journal of Biological Chemistry, 291: 10006-10020.
  3. Kaguni, J. M. (2018) Makromolekyyliset koneet, jotka toistavat Escherichia coli kromosomi huumeiden löytämisen kohteina. Antibiootit (Basel), 7. doi: 10,3390 / antibiootit7010023.
  4. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C. A., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A., Martin, K.C. (2016). Molekyylisolubiologia (8. \ Tth painos). W. H. Freeman, New York, NY, USA.
  5. Shiraki, K. (2017) Helicase-primase-inhibiittori amenameviiri herpesvirusinfektiolle: Kohti käytännön sovellusta herpes zosterin hoitoon. Drugs of Today (Barcelona), 53: 573-584.