PRIMOSOMA: KOMPONENTI, FUNKCIJAS UN PIELIETOJUMI - BIOLOĢIJA - 2025

Primosome , ģenētikā un citiem bioloģijas nozarēm, ir multiprotein komplekss, kas atbild par izpildes pirmos soļus, kas ved uz DNS replikāciju. DNS replikācija ir sarežģīts process, kas ietver vairākus posmus, katrs no tiem ir stingri reglamentēts, lai nodrošinātu ģenerēto molekulu uzticamību un pareizu segregāciju.

Replikācijas kompleksu, kas izpilda visas replikācijas darbības, sauc par replisomu, un kompleksu, kas atbildīgs tikai par tā sākšanu, primosomu. Pie šiem ķermeņiem jeb somām pieder tikai tie proteīni, kas joprojām ir saistīti un veido sarežģītu multiproteīnu virsbūvi. Tomēr daudzi citi papildinošie proteīni kalpo papildu lomām primosomās.

Primosomai jāsintezē maza RNS molekula, kas pasaka DNS polimerāzes, kur sākt de novo DNS sintēzi. Šo mazo RNS molekulu sauc par grunti (citiem - par grunti), jo tā sāk (ti, sāk) DNS sintēzes reakciju.

Spāņu valodā dominēt nozīmē gūt pārsvaru, izcelties, dominēt vai piešķirt kādam vai kādam prioritāti. Tas ir, dodiet priekšroku. Angļu valodā 'to prime' nozīmē kaut ko sagatavot vai būt gatavam.

Jebkurā gadījumā katru bioloģisko reakciju ir jāregulē kaut kam, un DNS replikācija nav izņēmums.

Komponenti

Vispārīgi runājot, katrai replikācijas dakšai vajadzētu pieņemt darbā vismaz vienu primosomu. Tas notiek noteiktā vietā (secībā) DNS, ko sauc par ori, pēc replikācijas sākuma.

Tieši šajā vietā sintezējama specifiskā RNS molekula (gruntējums), dominēs jaunās DNS sintēze. Neatkarīgi no tā, vai replikācija ir vienvirziena (viena replikācijas dakša ar vienu virzienu) vai divvirzienu (divas replikācijas dakšas, virzienā uz diviem pretējiem virzieniem), DNS ir jāatveras un "jākļūst" par vienu joslu.

Tā saucamā līdera josla (no 3 'līdz 5' nozīmē) ļauj nepārtraukti sintezēt DNS 5 'līdz 3' nozīmē, sākot no vienas DNS: RNS hibrīda vietas.

Palēninātā josla pretējā virzienā kalpo par veidni jaunas DNS pārtrauktai sintēzei frakcijās, kuras sauc par Okazaki fragmentiem.

Lai iegūtu katru Okazaki fragmentu, iniciācijas reakcijai jābūt prioritētai katru reizi ar vienām un tām pašām primosomām (iespējams, atkārtoti izmantotas), lai veidotu tāda paša veida hibrīdus.

Piemaksa

RNS primāze ir no DNS atkarīga RNS polimerāze; ferments, kas izmanto DNS kā veidni, lai sintezētu RNS, kas papildina tās secību.

RNS primāze savienojumā ar helikāzi saistās ar matricas DNS un sintezē grunti vai grunti, kuras garums ir 9-11 nt. Sākot ar šīs RNS 3 'galu un ar DNS polimerāzes iedarbību, jauna DNS molekula sāk izstiepties.

Helicasa

Vēl viena primosomas pamatkomponents ir helikāze: ferments, kas spēj atdalīt divjoslu DNS un radīt vienjoslu DNS apgabalā, kur tas darbojas.

Tieši šajā vienas joslas DNS substrātā RNS primāze rīkojas, lai iegūtu primeru, no kura DNS sintēze notiek ar DNS polimerāzes palīdzību, kas ir daļa no replisomas.

DNS polimerāze

Lai gan dažiem, iekļaujot DNS polimerāzi, mēs jau runājam par replisomu, patiesība ir tāda, ka, ja netiek sākta DNS sintēze, reakcija nav dominējusi. Un to panāk tikai primosoma.

Jebkurā gadījumā DNS polimerāzes ir fermenti, kas spēj sintezēt DNS de novo no veidnes, kas tās virza. Ir daudz veidu DNS polimerāžu, katrai no tām ir savas prasības un īpašības.

Viņi visi pievieno dezoksinukleotīdu trifosfātu virknei, kas aug no 5 līdz 3 '. Dažām, bet ne visām, DNS polimerāzēm ir testa lasīšanas aktivitāte.

Tas ir, pēc nukleotīdu virknes pievienošanas ferments spēj atklāt kļūdainas inkorporācijas, lokāli noārdīt skarto zonu un pievienot pareizos nukleotīdus.

¿ Citas olbaltumvielas primosome?

Stingri sakot, minētie fermenti būtu pietiekami, lai par prioritāti noteiktu DNS sintēzi. Tomēr ir atklāts, ka citas olbaltumvielas piedalās primosomas montāžā un darbībā.

Pretrunas nav viegli atrisināt, jo primosomām no dažādām dzīves jomām ir raksturīgas funkcionālās iespējas. Turklāt RNS brālēnu arsenālam jāpievieno tie, kurus kodē vīrusi.

Var secināt, ka katrai primosomai ir iespēja mijiedarboties ar citām molekulām atkarībā no funkcijas, kuru tā veiks.

Citas primosomu funkcijas

Konstatēts, ka primosomas var piedalīties arī DNS vai RNS molekulu polimerizācijā, dažāda veida nukleotīdu terminālajā pārnešanā, dažos DNS remonta mehānismos, kā arī rekombinācijas mehānismā, kas pazīstams kā galu terminālais savienojums. nav homologs.

Visbeidzot, ir arī novērots, ka primosomas vai vismaz brālēni var būt iesaistīti arī replikācijas atsākšanā pie apturētām dakšām.

Mēs varētu teikt, ka savā ziņā primosomas ne tikai iedarbina šo fundamentālo DNS metabolisma (replikācijas) mehānismu, bet arī veicina tā kontroli un homeostāzi.

Lietojumprogrammas

Baktēriju primosoma ir aktīvas izpētes objekts kā mērķa vieta, kas varētu ļaut izstrādāt jaudīgākas antibiotikas. Escherichia coli primāze ir dnaG gēna translatīvais produkts.

Lai arī visas dzīvās būtnes izmanto līdzīgu mehānismu, lai sāktu DNS replikāciju, DNS-G proteīnam ir īpašības, kas ir pašas unikālas.

Šī iemesla dēļ tiek izstrādāti bioloģiski aktīvi savienojumi, kas īpaši uzbrūk baktērijas primosomai, neietekmējot cilvēku, kas ir bakteriālas infekcijas upuris.

Šķiet, ka stratēģija ir tik daudzsološa, ka pētījumi tiek vērsti uz citiem baktēriju replisomu komponentiem. Turklāt dažu herpesvīrusu primosomu primāzes un helikāzes nomākšana ir devusi izcilus klīniskos rezultātus cīņā pret varicella zoster un herpes simplex vīrusiem.

Atsauces

1. Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Celi (6 ^th Edition). WW Norton & Company, Ņujorka, NY, ASV.
2. Baranovskiy, AG, Babayeva, ND, Zhang, Y., Gu, J., Suwa, Y., Pavlov, YI, Tahirov, T.H. (2016) Cilvēka primosomas saskaņotas RNS-DNS praimeru sintēzes mehānisms. Journal of Biological Chemistry, 291: 10006-10020.
3. Kaguni, JM (2018) Makromolekulas mašīnas, kas dublē Escherichia coli hromosomu kā narkotiku atklāšanas mērķi. Antibiotcis (Bāzele), 7. doi: 10.3390 / antibiotikas7010023.
4. Lodish, H., Berks, A., Kaiser, CA, Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A., Martin, KC (2016). Molekulārā šūnu bioloģija (8 ^th izdevums). WH Freeman, Ņujorka, NY, ASV.
5. Shiraki, K. (2017) Helikāzes-primāzes inhibitors amenamevīrs herpesvīrusa infekcijai: Ceļā uz praktisku pielietojumu herpes zoster ārstēšanai. Drugs of Today (Barselona), 53: 573-584.