Primosoma-componenten, functies en toepassingen

3935
Sherman Hoover
Primosoma-componenten, functies en toepassingen

EEN primosoom, in de genetica en andere takken van de biologie is het een multiproteïnecomplex dat verantwoordelijk is voor het uitvoeren van de eerste stappen die leiden tot DNA-replicatie. DNA-replicatie is een complex proces dat verschillende fasen omvat, elk strikt gereguleerd om de getrouwheid en correcte scheiding van de gegenereerde moleculen te garanderen..

Het replicatieve complex dat alle replicatiestappen uitvoert, wordt het replisoom genoemd, en degene die alleen verantwoordelijk is voor de initiatie ervan, het primosoom. Alleen eiwitten die geassocieerd blijven en een complexe multiproteïne-superstructuur vormen, behoren tot deze lichamen, of sommige. Veel andere accessoire-eiwitten vervullen echter een extra rol in primosomen..

Het primosoom moet een klein RNA-molecuul synthetiseren dat de DNA-polymerasen vertelt waar de synthese moet beginnen de novo van DNA. Dit kleine RNA-molecuul wordt de primer genoemd (voor anderen primer), omdat het de DNA-synthesereactie stimuleert (dat wil zeggen, het start).

In het Spaans betekent zegevieren zegevieren, opvallen, overheersen of voorrang verlenen aan iets of iemand. Dat wil zeggen, geef de voorkeur. In het Engels betekent 'primen': voorbereiden of ergens op voorbereid zijn.

In ieder geval moet elke biologische reactie door iets worden geprioriteerd, en DNA-replicatie is geen uitzondering..

Artikel index

  • 1 Componenten
    • 1.1 Premie
    • 1.2 Helicasa
    • 1.3 DNA-polymerase
    • 1.4 Zijn andere eiwitten in het primosoom?
  • 2 Andere functies van primosomen
  • 3 Toepassingen
  • 4 referenties

Componenten

Over het algemeen moet elke replicatievork ten minste één primosoom rekruteren. Dit gebeurt op een specifieke plaats (sequentie) in het DNA genaamd ori, door oorsprong van replicatie.

Het is op deze plek waar het specifieke RNA-molecuul (primer) moet worden gesynthetiseerd dat de synthese van het nieuwe DNA zal zegevieren. Ongeacht of de replicatie unidirectioneel is (een enkele replicatievork met een enkele richting) of bidirectioneel (twee replicatievorken, in twee tegengestelde richtingen), het DNA moet openen en een enkele band 'worden'..

De zogenaamde leaderband (3 'tot 5' sense) maakt continue synthese van DNA in de 5 'tot 3' sense mogelijk, uitgaande van een enkele DNA: RNA hybride site.

De vertraagde band, in de tegenovergestelde richting, dient als een sjabloon voor de discontinue synthese van nieuw DNA in fracties die Okazaki-fragmenten worden genoemd..

Om elk Okazaki-fragment te doen ontstaan, moet de initiatiereactie elke keer de overhand hebben met dezelfde primosomen (waarschijnlijk hergebruikt) om hetzelfde type hybriden te vormen..

Premie

RNA-primase is een DNA-afhankelijke RNA-polymerase; een enzym dat DNA als sjabloon gebruikt om een ​​RNA te synthetiseren dat complementair is aan de sequentie hiervan.

RNA-primase, in combinatie met helicase, bindt aan matrijs-DNA en synthetiseert een primer of primer met een lengte van 9-11 nt. Vanaf het 3'-uiteinde van dit RNA, en door de werking van DNA-polymerase, begint een nieuw DNA-molecuul te verlengen..

Helicasa

Een ander fundamenteel onderdeel van het primosoom is een helicase: een enzym dat in staat is om dubbelband-DNA af te wikkelen en dat aanleiding geeft tot enkelband-DNA in het gebied waar het inwerkt..

In dit enkelbandige DNA-substraat werkt RNA-primase om de primer te doen ontstaan ​​van waaruit de DNA-synthese zich uitstrekt door het DNA-polymerase dat deel uitmaakt van het replisoom..

DNA-polymerase

Hoewel voor sommigen, door DNA-polymerase op te nemen, we het al hebben over het replisoom, is de waarheid dat als de DNA-synthese niet wordt gestart, de reactie niet heeft gezegevierd. En dit wordt alleen bereikt door het primosoom.

In elk geval zijn DNA-polymerasen enzymen die DNA kunnen synthetiseren de novo van een mal die hen begeleidt. Er zijn veel soorten DNA-polymerasen, elk met zijn eigen vereisten en kenmerken..

Ze voegen allemaal deoxynucleotide-trifosfaat toe aan een keten die 5 'tot 3' groeit. Sommige, maar niet alle, DNA-polymerasen hebben testleesactiviteit.

Dat wil zeggen, na het toevoegen van een reeks nucleotiden, is het enzym in staat om foutieve incorporaties te detecteren, lokaal het getroffen gebied af te breken en de juiste nucleotiden toe te voegen..

Andere eiwitten in het primosoom?

Strikt genomen zouden de genoemde enzymen voldoende zijn om prioriteit te geven aan de DNA-synthese. Er is echter gevonden dat andere eiwitten deelnemen aan de assemblage en functie van het primosoom..

De controverse is niet gemakkelijk op te lossen omdat primosomen uit verschillende levensdomeinen onderscheidende functionele vermogens hebben. Bovendien moet het arsenaal aan RNA-neven en nichten worden toegevoegd die worden gecodeerd door virussen.

We zouden kunnen concluderen dat elk primosoom het vermogen heeft om te interageren met andere moleculen, afhankelijk van de functie die het gaat vervullen..

Andere functies van primosomen

Er is gevonden dat primosomen ook kunnen deelnemen aan de polymerisatie van DNA- of RNA-moleculen, in de terminale overdracht van verschillende soorten nucleotiden, in sommige DNA-herstelmechanismen, en ook in het recombinatiemechanisme dat bekend staat als terminale overgang van uiteinden. homoloog.

Ten slotte is ook waargenomen dat primosomen, of in ieder geval neven en nichten, ook betrokken zouden kunnen zijn bij het herstarten van replicatie bij gestopte vorken..

We zouden kunnen zeggen dat primosomen op de een of andere manier niet alleen dit fundamentele mechanisme van DNA-metabolisme (replicatie) initiëren, maar ook bijdragen aan de controle en homeostase ervan..

Toepassingen

Het bacteriële primosoom is het onderwerp van actief onderzoek als een doelwitplaats die de ontwikkeling van krachtigere antibiotica mogelijk zou kunnen maken. Aan Escherichia coli, primase is het translationele product van het gen dnaG.

Hoewel alle levende wezens een soortgelijk mechanisme gebruiken om DNA-replicatie te initiëren, heeft het DNA-G-eiwit kenmerken die op zichzelf en uniek zijn..

Om deze reden worden biologisch actieve verbindingen ontworpen die specifiek het primosoom van de bacterie zouden aanvallen, zonder de mens die het slachtoffer is van een bacteriële infectie, te beïnvloeden..

De strategie lijkt zo veelbelovend dat er onderzoek wordt gedaan naar andere componenten van het bacteriële replisoom. Bovendien heeft de remming van primase en helicase van het primosoom van sommige herpesvirussen uitstekende klinische resultaten opgeleverd in de strijd tegen varicella zoster- en herpes simplex-virussen..

Referenties

  1. Alberts, B., Johnson, A. D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Moleculaire biologie van de cel (6th Editie). W. W. Norton & Company, New York, NY, VS..
  2. Baranovskiy, A. G., Babayeva, N. D., Zhang, Y., Gu, J., Suwa, Y., Pavlov, Y. I., Tahirov, T.H. (2016) Mechanisme van gecoördineerde RNA-DNA-primersynthese door het menselijke primosoom. Journal of Biological Chemistry, 291: 10006-10020.
  3. Kaguni, J. M. (2018) De macromoleculaire machines die het Escherichia coli chromosoom als doelen voor het ontdekken van geneesmiddelen. Antibiotcis (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). Moleculaire celbiologie (8th editie). W. H. Freeman, New York, NY, VS..
  5. Shiraki, K. (2017) Helicase-primase-remmer amenamevir voor herpesvirus-infectie: naar praktische toepassing voor de behandeling van herpes zoster. Drugs of Today (Barcelona), 53: 573-584.

Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.