Primozómové komponenty, funkcie a aplikácie



primosome, v genetike a ďalších odboroch biológie je to multiproteínový komplex, ktorý má na starosti uskutočňovanie prvých krokov, ktoré vedú k replikácii DNA. Replikácia DNA je komplexný proces, ktorý zahŕňa niekoľko štádií, z ktorých každý je prísne regulovaný, aby sa zabezpečila vernosť a správna segregácia vytvorených molekúl..

Replikatívny komplex, ktorý vykonáva všetky kroky replikácie, sa nazýva replisome a ten, ktorý je zodpovedný za jeho začiatok, primozóm. Do týchto telies patria len proteíny, ktoré zostávajú spojené a tvoria komplexnú multiproteínovú nadstavbu. Avšak mnoho ďalších doplnkových proteínov plní ďalšie úlohy v primozómoch.

Primozóm musí syntetizovať malú molekulu RNA, ktorá oznamuje DNA polymerázam, kde majú začať syntézu de novo DNA Táto malá molekula RNA sa nazýva primér (pre ostatné priméry), pretože poskytuje primát (to znamená začína) reakcii syntézy DNA.

V španielčine primar znamená zvíťaziť, vyniknúť, prevládať alebo dať prednosť niekomu alebo niekomu. To znamená, že dávajte prednosť. V angličtine znamená „pripraviť sa na niečo“.

V každom prípade musí byť každá biologická reakcia na niečo pripravená a replikácia DNA nie je výnimkou.

index

  • 1 Komponenty
    • 1.1 Primasa
    • 1.2 Helicasa
    • 1.3 DNA polymeráza
    • 1.4 Iné proteíny v primozome?
  • 2 Ďalšie funkcie primozómov
  • 3 Aplikácie
  • 4 Odkazy

komponenty

Vo všeobecnosti by každá replikačná vidlica mala prijímať aspoň jeden primozóm. Toto sa vyskytuje v špecifickom mieste (sekvencii) nazýva- nej DNA ori, podľa pôvodu replikácie.

Práve na tomto mieste sa musí syntetizovať špecifická molekula RNA (primér), čo povedie k syntéze novej DNA. Bez ohľadu na to, či je replikácia jednosmerná (jediná replikačná vidlica s jedným smerom) alebo obojsmerná (dve replikačné vidlice, v dvoch opačných smeroch), DNA sa musí otvoriť a "pás" sa musí vytvoriť.

Takzvaný vedúci pás (3 'až 5' zmysel) umožňuje kontinuálnu syntézu DNA v smere 5 'až 3' z DNA jediného hybridného miesta: RNA.

Oneskorený pás v opačnom smere slúži ako templát pre diskontinuálnu syntézu novej DNA vo frakciách nazývaných Okazaki fragmenty..

Aby vznikol každý Okazakiho fragment, musí byť počiatočná reakcia zakaždým uprednostňovaná s rovnakými primozómami (pravdepodobne opakovane), aby sa vytvoril rovnaký typ hybridov..

prímasa

RNA primáza je DNA-dependentná RNA polymeráza; enzým, ktorý využíva DNA ako templát na syntézu RNA komplementárnej k sekvencii tejto sekvencie.

RNA primáza sa v spojení s helikázou viaže na templátovú DNA a syntetizuje primér alebo primér s dĺžkou 9 až 11 nt. Z 3 'konca tejto RNA a pôsobením DNA polymerázy sa nová molekula DNA začína predlžovať.

helikázy

Ďalšou základnou zložkou primozómu je helikáza: enzým schopný odvíjať dvojvláknovú DNA a spôsobujúci vznik jedného pásu DNA v oblasti, kde pôsobí..

Je to v tomto jednoduchom DNA substrátovom pásme, kde primázová RNA pôsobí na vznik prvého z ktorého DNA syntéza siaha od DNA polymerázy, ktorá je súčasťou replisómovej DNA..

DNA polymeráza

Aj keď pre niektorých zahŕňajú DNA polymerázu, už hovoríme o replisome, pravda je taká, že ak nezačnete s syntézou DNA, priorita reakcie nebola prioritou. A toto je dosiahnuté len primozómom.

DNA polymerázy sú v každom prípade enzýmy schopné syntetizovať DNA de novo z formy, ktorá ich vedie. Existuje mnoho typov DNA polymeráz, z ktorých každá má svoje vlastné požiadavky a charakteristiky.

Všetky pridajú deoxynukleotid trifosfáty do reťazca, ktorý rastie v smere 5 'až 3'. Niektoré, ale nie všetky, DNA polymerázy majú testovaciu aktivitu.

To znamená, že po pridaní série nukleotidov je enzým schopný detekovať misincorporations, lokálne degradovať postihnutú oblasť a pridať správne nukleotidy..

¿Iné proteíny v primozome?

Prísne povedané, uvedené enzýmy by stačili na uprednostnenie syntézy DNA. Zistilo sa však, že na zostavovaní a fungovaní primozómu sa podieľajú iné proteíny.

Kontroverziu nie je ľahké vyriešiť, pretože primosómy rôznych oblastí života majú charakteristické funkčné schopnosti. Okrem toho by sa mal pridať arzenál surových RNA k tým, ktoré sú kódované vírusmi.

Môžeme dospieť k záveru, že každý primozóm má schopnosť interakcie s inými molekulami v závislosti od funkcie, ktorá sa má splniť.

Iné funkcie primozómov

Bolo zistené, že primozómy sa môžu tiež podieľať na polymerizácii molekúl DNA alebo RNA, na terminálnom prenose rôznych typov nukleotidov, v niektorých mechanizmoch opravy DNA, ako aj v mechanizme rekombinácie známom ako spojenie koncového konca. žiadne homológy.

Nakoniec sa tiež zistilo, že primozómy, alebo prinajmenšom prémie, by sa tiež mohli podieľať na obnovení replikácie v zatknutých vidliciach..

Dalo by sa povedať, že nejakým spôsobom primosómy nielen začínajú tento základný mechanizmus metabolizmu DNA (replikácie), ale prispievajú aj k jeho kontrole a homeostáze.

aplikácie

Bakteriálny primozóm je predmetom aktívneho výskumu ako cieľového miesta, ktoré by mohlo umožniť vývoj silnejších antibiotík. v Escherichia coli, primáza je translačný produkt génu DNAge.

Hoci všetky živé bytosti používajú podobný mechanizmus na iniciovanie replikácie DNA, proteín DNA-G má vlastnosti, ktoré sú pre ne jedinečné.

Preto navrhujú biologicky aktívne zlúčeniny, ktoré špecificky napádajú primozóm baktérií bez toho, aby ovplyvnili človeka, ktorý je obeťou bakteriálnej infekcie..

Stratégia sa zdá byť tak sľubná, že výskum je zameraný na ďalšie zložky bakteriálneho replisomu. Okrem toho inhibícia primázy a helikázy primozómu niektorých herpesvírusov poskytla vynikajúce klinické výsledky v boji proti vírusom varicella zoster a herpes simplex..

referencie

  1. Alberts, B., Johnson, A.D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6)th Vydanie). 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) Mechanizmus prvej syntézy RNA-DNA ľudským primozómom. Journal of Biological Chemistry, 291: 10006-10020.
  3. Kaguni, J. M. (2018) Makromolekulové stroje, ktoré duplikujú Escherichia coli chromozóm ako ciele pre objavovanie liekov. Antibiotiká (Bazilej), 7. doi: 10.3390 / antibiotiká7010023.
  4. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C. A., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A., Martin, K. C. (2016). Molekulárna bunková biológia (8. \ Tth edition). W. H. Freeman, New York, NY, USA.
  5. Shiraki, K. (2017) Inhibítor helikázy-primázy amenamevir pre infekciu herpesvírusom: K praktickej aplikácii na liečbu herpesu zoster. Drugs of Today (Barcelona), 53: 573-584.