PRIMOSOMA: KOMPONENTER, FUNKTIONER OCH APPLIKATIONER - BIOLOGI - 2025

En primosom inom genetik och andra grenar av biologi är ett multiproteinkomplex som ansvarar för att utföra de första stegen som leder till DNA-replikation. DNA-replikering är en komplex process som involverar flera stadier, var och en av dem strikt reglerade för att säkerställa troskap och korrekt segregering av de genererade molekylerna.

Det replikativa komplexet som utför alla replikeringsstegen kallas replisomet, och det som bara är ansvarigt för dess initiering, primosomen. Endast de proteiner som förblir associerade och bildar en komplex multiproteinöverbyggnad tillhör dessa kroppar eller somes. Många andra tillbehörsproteiner tjänar emellertid ytterligare roller i primosomer.

Primosomen måste syntetisera en liten RNA-molekyl som berättar för DNA-polymeraser var de börjar de novo-DNA-syntes. Denna lilla RNA-molekyl kallas primern (för andra, primer), eftersom den grundar (det vill säga, den startar) DNA-syntesreaktionen.

På spanska betyder att sejla, att råde, att sticker ut, att dominera eller att förutse något eller någon. Det vill säga ge preferens. På engelska betyder "till prime" att förbereda eller vara redo för något.

I alla fall måste varje biologisk reaktion styras av något, och DNA-replikering är inget undantag.

Komponenter

Generellt sett bör varje replikationsgaffel rekrytera minst en primosom. Detta sker på en specifik plats (sekvens) i DNA som kallas ori, efter replikationsursprung.

Det är på den här platsen där den specifika RNA-molekylen (primer) måste syntetiseras som syntesen av det nya DNA kommer att råda. Oavsett om replikationen är enkelriktad (en enda replikationsgaffel med en enda riktning) eller dubbelriktad (två replikationsgafflar, mot två motsatta riktningar), måste DNA öppnas och "bli" ett enda band.

Det så kallade ledarbandet (från 3 'till 5' avkänning) möjliggör kontinuerlig syntes av DNA i 5 'till 3' betydelsen, med utgångspunkt från ett enda DNA: RNA-hybridställe.

Det retarderade bandet, i motsatt riktning, fungerar som en mall för diskontinuerlig syntes av nytt DNA i fraktioner som kallas Okazaki-fragment.

För att ge upphov till varje Okazaki-fragment måste initieringsreaktionen prioriteras varje gång med samma primosomer (förmodligen återanvändas) för att bilda samma typ av hybrider.

Premie

RNA-primas är ett DNA-beroende RNA-polymeras; ett enzym som använder DNA som en mall för att syntetisera ett RNA komplementärt till dess sekvens.

RNA-primas, i samband med helikas, binder till templat-DNA och syntetiserar en primer eller en primer med en längd på 9-11 nt. Med början från 3'-änden av detta RNA, och genom verkan av DNA-polymeras, börjar en ny DNA-molekyl att förlängas.

Helicasa

En annan grundläggande komponent i primosomen är ett helikas: ett enzym som kan avveckla dubbelband-DNA och ge upphov till enkelbands-DNA i det område där det verkar.

Det är i detta DNA-substrat med en enda band som RNA-primas verkar för att ge upphov till primern från vilken DNA-syntes sträcker sig med DNA-polymeraset som är en del av replisen.

DNA-polymeras

Även om vi för vissa, genom att inkludera DNA-polymeras, redan talar om repliken, är sanningen att om DNA-syntes inte startas har reaktionen inte rådat. Och detta uppnås endast genom primosomen.

I vilket fall som helst är DNA-polymeraser enzymer som kan syntetisera DNA de novo från en mall som leder dem. Det finns många typer av DNA-polymeraser, var och en med sina egna krav och egenskaper.

De lägger alla till deoxynukleotidtrifosfat till en tråd som växer 5 'till 3'. Vissa, men inte alla, DNA-polymeraser har testläsningsaktivitet.

Det vill säga, efter tillsats av en serie nukleotider, kan enzymet detektera felaktiga inkorporeringar, lokalt nedbrytande det drabbade området och tillsätta korrekta nukleotider.

¿ Andra proteiner i primosomen?

Strikt talat skulle de nämnda enzymerna räcka för att prioritera DNA-syntes. Emellertid har andra proteiner visat sig delta i sammansättningen och funktionen av primosomen.

Kontroversen är inte lätt att lösa eftersom primosomer från olika livsområden har distinkta funktionella förmågor. Dessutom bör arsenal av RNA-kusiner läggas till de som kodas av virus.

Vi kan dra slutsatsen att varje primosom har förmågan att interagera med andra molekyler beroende på vilken funktion den kommer att utföra.

Andra funktioner hos primosomer

Det har visat sig att primosomer också kan delta i polymerisationen av DNA- eller RNA-molekyler, vid terminal överföring av olika typer av nukleotider, i vissa DNA-reparationsmekanismer, såväl som i rekombinationsmekanismen känd som terminal övergång av ändar. inte homolog.

Slutligen har det också observerats att primosomer, eller åtminstone kusiner, också kan vara involverade i omstart av replikering vid stoppade gafflar.

Vi kan säga att primosomerna på något sätt inte bara startar denna grundläggande mekanism för DNA-metabolism (replikering), utan också bidrar till dess kontroll och homeostas.

tillämpningar

Den bakteriella primosomen är föremål för aktiv forskning som en målplats som skulle möjliggöra utveckling av mer kraftfulla antibiotika. I Escherichia coli är primase den translationella produkten av dnaG-genen.

Även om alla levande varelser använder en liknande mekanism för att initiera DNA-replikering, har DNA-G-proteinet egenskaper som är dess egna och unika.

Av denna anledning utformas biologiskt aktiva föreningar som specifikt skulle attackera bakteriens primosom, utan att påverka människan som är offer för en bakteriell infektion.

Strategin verkar vara så lovande att forskning riktas mot andra komponenter i bakterierepisomen. Dessutom har hämning av primosom-primas och helikas av vissa herpesvirus gett utmärkta kliniska resultat i kampen mot varicella zoster- och herpes simplex-virus.

referenser

1. Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6: ^e upplagan). WW Norton & Company, New York, NY, USA.
2. Baranovskiy, AG, Babayeva, ND, Zhang, Y., Gu, J., Suwa, Y., Pavlov, YI, Tahirov, T .H. (2016) Mekanism för samordnad RNA-DNA-primersyntes av den mänskliga primosomen. Journal of Biologisk kemi, 291: 10006-10020.
3. Kaguni, JM (2018) De makromolekylära maskinerna som duplicerar Escherichia coli-kromosomen som mål för läkemedelsupptäckt. 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). Molekylär cellbiologi (8: ^e upplagan). WH Freeman, New York, NY, USA.
5. Shiraki, K. (2017) Helicase-primasehämmare amenamevir för herpesvirusinfektion: Mot praktisk tillämpning för behandling av herpes zoster. Drugs of Today (Barcelona), 53: 573-584.