Komponen, fungsi, dan aplikasi Primosome



A primosom, dalam genetika, dan cabang biologi lainnya, itu adalah kompleks multiprotein yang bertugas melaksanakan langkah-langkah pertama yang mengarah pada replikasi DNA. Replikasi DNA adalah proses kompleks yang melibatkan beberapa tahap, masing-masing diatur secara ketat untuk memastikan kesetiaan dan pemisahan yang tepat dari molekul yang dihasilkan.

Kompleks replikasi yang menjalankan semua langkah replikasi disebut replisome, dan yang bertanggung jawab untuk awalnya, primosome. Hanya protein yang tetap terkait membentuk superstruktur multiprotein kompleks milik tubuh ini, atau somas. Namun, banyak protein tambahan lainnya memenuhi peran tambahan dalam primosom.

Primosom harus mensintesis molekul RNA kecil yang memberi tahu DNA polimerase tempat memulai sintesis de novo DNA Molekul kecil RNA ini disebut primer (untuk yang lain, primer), karena memberikan keunggulan (yaitu, mulai) pada reaksi sintesis DNA.

Dalam bahasa Spanyol, primar berarti menang, unggul, mendominasi atau memberi keunggulan pada sesuatu atau seseorang. Artinya, beri preferensi. Dalam bahasa Inggris, 'to prime' berarti mempersiapkan atau bersiap untuk sesuatu.

Bagaimanapun, setiap reaksi biologis harus diprioritaskan untuk sesuatu, dan replikasi DNA tidak terkecuali.

Indeks

  • 1 Komponen
    • 1.1 Primasa
    • 1.2 Helicasa
    • 1.3 DNA polimerase
    • 1.4 Protein lain dalam primosom?
  • 2 Fungsi lain dari primosom
  • 3 Aplikasi
  • 4 Referensi

Komponen

Secara umum, setiap garpu replikasi harus merekrut setidaknya satu primosome. Ini terjadi di tempat tertentu (urutan) dari DNA yang disebut ori, dengan asal replikasi.

Di tempat inilah molekul RNA spesifik (primer) harus disintesis, yang akan mengarah pada sintesis DNA baru. Terlepas dari apakah replikasi itu searah (garpu replikasi tunggal dengan satu arah) atau dua arah (dua garpu replikasi, dalam dua arah yang berlawanan), DNA harus dibuka dan "pita" dibuat.

Pita pemimpin (pengertian 3 'hingga 5') memungkinkan sintesis terus menerus DNA dalam arah 5 'hingga 3', dari satu situs hibrid tunggal DNA: RNA.

Pita tertunda, dalam arah yang berlawanan, berfungsi sebagai templat untuk sintesis DNA baru dalam pecahan yang disebut fragmen Okazaki.

Untuk memberikan asal bagi setiap fragmen Okazaki, reaksi awal harus diprioritaskan setiap kali dengan primosom yang sama (mungkin digunakan kembali) untuk membentuk jenis hibrida yang sama.

Primasa

RNA primase adalah RNA polimerase yang tergantung-DNA; enzim yang menggunakan DNA sebagai templat untuk mensintesis RNA komplementer dengan urutan ini.

Primase RNA, bersama dengan helikase, berikatan dengan DNA templat dan mensintesis primer atau primer dengan panjang 9 hingga 11 nt. Dari ujung 3 'RNA ini, dan oleh aksi DNA polimerase, molekul DNA baru mulai memanjang.

Helicasa

Komponen fundamental lain dari primosom adalah helikase: enzim yang mampu melepaskan DNA beruntai ganda dan menimbulkan pita DNA tunggal di daerah di mana ia bertindak.

Di pita substrat DNA sederhana ini tempat primase RNA bertindak untuk membangkitkan yang pertama dari mana sintesis DNA meluas dari DNA polimerase yang merupakan bagian dari replisome.

DNA polimerase

Meskipun bagi sebagian orang untuk memasukkan DNA polimerase kita sudah berbicara tentang replisome, kebenarannya adalah bahwa jika Anda tidak memulai sintesis DNA belum memprioritaskan reaksi. Dan ini hanya dicapai oleh primosome.

Bagaimanapun, DNA polimerase adalah enzim yang mampu mensintesis DNA de novo dari cetakan yang memandu mereka. Ada banyak jenis DNA polimerase, masing-masing dengan persyaratan dan karakteristiknya sendiri.

Semua menambahkan deoksinukleotida trifosfat ke rantai yang tumbuh pada arah 5 'ke 3'. Beberapa, tetapi tidak semua, DNA polimerase memiliki aktivitas membaca tes.

Yaitu, setelah menambahkan serangkaian nukleotida, enzim ini mampu mendeteksi kesalahan penempatan, secara lokal menurunkan area yang terkena dan menambahkan nukleotida yang benar..

¿Protein lain dalam primosome?

Sebenarnya, enzim yang disebutkan akan cukup untuk memprioritaskan sintesis DNA. Namun, telah ditemukan bahwa protein lain terlibat dalam perakitan dan berfungsinya primosom.

Kontroversi ini tidak mudah dipecahkan karena primosom-domain kehidupan yang berbeda memiliki kapasitas fungsional yang berbeda. Selain itu, gudang RNA mentah harus ditambahkan ke yang disandikan oleh virus.

Kita dapat menyimpulkan bahwa setiap primosom memiliki kapasitas untuk berinteraksi dengan molekul lain tergantung pada fungsi yang akan dipenuhi.

Fungsi-fungsi lain dari primosom

Telah ditemukan bahwa primosom juga dapat berpartisipasi dalam polimerisasi molekul DNA atau RNA, dalam transfer terminal dari berbagai jenis nukleotida, dalam beberapa mekanisme perbaikan DNA, serta dalam mekanisme rekombinasi yang dikenal sebagai terminal end junction. tidak ada homolog.

Akhirnya, juga telah diamati bahwa primosom, atau setidaknya premium, juga dapat terlibat dalam dimulainya kembali replikasi di garpu yang ditangkap.

Kita dapat mengatakan bahwa dalam beberapa cara primosom tidak hanya memulai mekanisme fundamental metabolisme DNA (replikasi) ini, tetapi juga berkontribusi pada kontrol dan homeostasisnya..

Aplikasi

Primosom bakteri adalah objek penelitian aktif sebagai situs target yang dapat memungkinkan pengembangan antibiotik yang lebih kuat. Masuk Escherichia coli, primase adalah produk translasi dari gen dnaG.

Meskipun semua makhluk hidup menggunakan mekanisme serupa untuk memulai replikasi DNA, protein DNA-G memiliki karakteristik yang unik bagi mereka.

Oleh karena itu, mereka merancang senyawa aktif biologis yang secara khusus menyerang primosom bakteri, tanpa mempengaruhi manusia yang menjadi korban infeksi bakteri..

Strategi ini tampaknya sangat menjanjikan sehingga penelitian diarahkan ke komponen lain dari bakteri replisome. Lebih lanjut, penghambatan primase dan helicase pada primosom dari beberapa herpesvirus telah memberikan hasil klinis yang sangat baik dalam perang melawan varicella zoster dan virus herpes simplex..

Referensi

  1. Alberts, B., Johnson, A.D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Biologi Molekuler Sel (6th Edisi). W. W. Norton & Company, New York, NY, AS.
  2. Baranovskiy, A.G., Babayeva, N.D., Zhang, Y., Gu, J., Suwa, Y., Pavlov, Y. I., Tahirov, T.H. (2016) Mekanisme sintesis RNA-DNA bersama oleh primosome manusia. Jurnal Biologi Kimia, 291: 10006-10020.
  3. Kaguni, J. M. (2018) Mesin makromolekul yang menduplikasi Escherichia coli kromosom sebagai target untuk penemuan obat. Antibiotik (Basel), 7. doi: 10.3390 / antibiotic7010023.
  4. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C.A., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A., Martin, K.C. (2016). Biologi sel molekuler (8th edisi). W. H. Freeman, New York, NY, AS.
  5. Shiraki, K. (2017) Helicase-primase inhibitor amenamevir untuk infeksi herpesvirus: Menuju aplikasi praktis untuk mengobati herpes zoster. Drugs of Today (Barcelona), 53: 573-584.