Primosomové komponenty, funkce a aplikace



A primosomu, v genetice a dalších odvětvích biologie je to multiproteinový komplex zodpovědný za provádění prvních kroků, které vedou k replikaci DNA. Replikace DNA je komplexní proces, který zahrnuje několik fází, z nichž každá je přísně regulována, aby byla zajištěna přesnost a správná segregace vytvořených molekul..

Replikativní komplex, který vykonává všechny kroky replikace, se nazývá replisome, a ten, který odpovídá za jeho start, primosome. Těmto tělům nebo somasům náleží pouze proteiny, které zůstávají spojeny, tvořící komplexní multiproteinovou nástavbu. Nicméně mnoho dalších doplňkových proteinů plní další role v primosomech.

Primosom musí syntetizovat malou molekulu RNA, která říká DNA polymerázám, kde mají zahájit syntézu de novo DNA Tato malá molekula RNA se nazývá primer (pro ostatní primery), protože dává primaci (tj. Začíná) reakci DNA syntézy..

Ve španělštině, primar znamená zvítězit, vyniknout, převládat nebo dát přednost něčemu či někomu. To znamená dát přednost. V angličtině znamená „připravit“ připravit nebo být na něco připraveni.

V každém případě musí být každá biologická reakce na něco připravena a replikace DNA není výjimkou.

Index

  • 1 Komponenty
    • 1.1 Primasa
    • 1.2 Helicasa
    • 1.3 DNA polymeráza
    • 1.4 Další proteiny v primosomu?
  • 2 Další funkce primosomů
  • 3 Aplikace
  • 4 Odkazy

Komponenty

Obecně řečeno, každá replikační vidlice by měla rekrutovat alespoň jeden primosom. K tomu dochází ve specifickém místě (sekvenci) DNA ori, podle původu replikace.

Právě na tomto místě musí být syntetizována specifická molekula RNA (primer), která povede k syntéze nové DNA. Bez ohledu na to, zda je replikace jednosměrná (jedna replikační vidlice s jedním směrem) nebo obousměrná (dvě replikační vidlice, ve dvou opačných směrech), musí být DNA otevřena a vytvořen "pás".

Takzvaný vedoucí pás (3 'až 5' smysl) umožňuje kontinuální syntézu DNA v 5 'až 3' směru, z jediné hybridní DNA DNA: RNA.

Zpožděný pás, v opačném směru, slouží jako templát pro diskontinuální syntézu nové DNA ve frakcích zvaných Okazaki fragmenty.

Aby vznikl každý Okazakiho fragment, musí být pokaždé upřednostněna počáteční reakce se stejnými primosomy (pravděpodobně opětovně použitými), aby vytvořily stejný typ hybridů..

Primasa

RNA primáza je DNA-dependentní RNA polymeráza; enzym, který používá DNA jako templát pro syntézu RNA komplementární k sekvenci této sekvence.

RNA primáza se ve spojení s helikázou váže na templátovou DNA a syntetizuje primer nebo primer o délce 9 až 11 nt. Z 3 'konce této RNA a působením DNA polymerázy se nová molekula DNA začíná prodlužovat.

Helicasa

Další základní složkou primosomu je helikáza: enzym schopný odvíjet dvouvláknovou DNA a umožňující vznik jednoho pásu DNA v oblasti, kde působí..

Je to v tomto jednoduchém DNA substrátovém pásu, kde primázová RNA působí tak, že vzniká první, ze které DNA syntéza vychází z DNA polymerázy, která je součástí replisomu..

DNA polymeráza

Ačkoliv pro některé z nich zahrnuje DNA polymerázu, již hovoříme o replisomě, pravdou je, že pokud nezačnete s syntézou DNA, není prioritou reakce. Toho je dosaženo pouze primosomem.

DNA polymerázy jsou v každém případě enzymy schopné syntetizovat DNA de novo z formy, která je vede. Existuje mnoho typů DNA polymeráz, z nichž každá má své vlastní požadavky a charakteristiky.

Všechny přidají deoxynukleotid trifosfáty do řetězce, který roste ve směru 5 'až 3'. Některé, ale ne všechny, DNA polymerázy mají testovací aktivitu.

To znamená, že po přidání řady nukleotidů je enzym schopen detekovat misincorporace, lokálně degradovat postiženou oblast a přidat správné nukleotidy..

¿Další proteiny v primosomu?

Přísně řečeno, uvedené enzymy by stačily k upřednostnění syntézy DNA. Bylo však zjištěno, že na sestavování a fungování primosomu se podílejí jiné proteiny.

Kontroverze není snadné řešit, protože primosomy různých oblastí života mají výrazné funkční schopnosti. Kromě toho by měl být arzenál surových RNA přidán k těm, které jsou kódovány viry.

Můžeme dospět k závěru, že každý primosom má schopnost interakce s jinými molekulami v závislosti na funkci, kterou bude plnit.

Další funkce primosomů

Bylo zjištěno, že primosomy se také mohou podílet na polymeraci molekul DNA nebo RNA, v terminálním přenosu různých typů nukleotidů, v některých mechanismech opravy DNA, stejně jako v mechanismu rekombinace známém jako spojení koncového konce. žádné homology.

Konečně bylo také pozorováno, že primosomy, nebo přinejmenším prémie, mohou být také zapojeny do obnovení replikace v zastavených vidlicích..

Dalo by se říci, že primosomy nejenže začínají tento základní mechanismus metabolismu DNA (replikace), ale také přispívají k jeho kontrole a homeostáze.

Aplikace

Bakteriální primosom je předmětem aktivního výzkumu jako cílového místa, které by mohlo umožnit vývoj silnějších antibiotik. In Escherichia coli, primáza je translačním produktem genu dnaG.

Ačkoli všechny živé bytosti používají podobný mechanismus k iniciování replikace DNA, protein DNA-G má vlastnosti, které jsou pro ně jedinečné.

Proto navrhují biologicky aktivní sloučeniny, které specificky napadají primosom bakterií, aniž by ovlivnily člověka, který je obětí bakteriální infekce..

Zdá se, že strategie je tak slibná, že výzkum je zaměřen na další složky bakteriálního replisomu. Kromě toho inhibice primázy a helikázy primosomu některých herpesvirů poskytla vynikající klinické výsledky v boji proti virům varicella zoster a herpes simplex..

Odkazy

  1. Alberts, B., Johnson, A.D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6)th Vydání). 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) Mechanismus první syntézy RNA-DNA lidským primosomem. Journal of Biological Chemistry, 291: 10006-10020.
  3. Kaguni, J. M. (2018) Makromolekulární stroje, které duplikují Escherichia coli chromozom jako cíle pro objevování léčiv. Antibiotika (Basilej), 7. doi: 10.3390 / antibiotika7010023.
  4. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C.A., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A., Martin, K.C. (2016). Molekulární buněčná biologie (8. \ Tth vydání). W. H. Freeman, New York, NY, USA.
  5. Shiraki, K. (2017) Inhibitor helikázy-primázy amenamevir pro infekci herpesvirem: K praktické aplikaci pro léčbu herpes zoster. Drugs of Today (Barcelona), 53: 573-584.