Primosome στοιχεία, λειτουργίες και εφαρμογές



Α primosome, στη γενετική και σε άλλους κλάδους της βιολογίας, είναι ένα πολυπρωτεϊνικό σύμπλεγμα υπεύθυνο για την εκτέλεση των πρώτων βημάτων που οδηγούν στην αντιγραφή του DNA. Ο αναδιπλασιασμός του DNA είναι μια σύνθετη διαδικασία που περιλαμβάνει διάφορα στάδια, καθένα από τα οποία ρυθμίζεται αυστηρά για να διασφαλιστεί η πιστότητα και ο σωστός διαχωρισμός των παραγόμενων μορίων.

Το επαναληπτικό σύμπλεγμα που εκτελεί όλα τα βήματα της αναπαραγωγής ονομάζεται replisome, και το υπεύθυνο για την εκκίνησή του, πρωτεύων. Μόνο οι πρωτεΐνες που παραμένουν συνδεδεμένες σχηματίζοντας μια πολύπλοκη πολυπρωτεϊνη υπερδομή ανήκουν σε αυτά τα σώματα, ή somas. Ωστόσο, πολλές άλλες βοηθητικές πρωτεΐνες πληρούν επιπρόσθετους ρόλους στα πρωτεύοντα.

Το πρωτεύωμα πρέπει να συνθέτει ένα μικρό μόριο RNA που λέει στις ϋΝΑ πολυμεράσες από πού να ξεκινήσει η σύνθεση de novo του DNA Αυτό το μικρό μόριο του RNA ονομάζεται πριμοδότης (για άλλους, αρχικό τεμάχιο), δεδομένου ότι δίνει υπεροχή (δηλαδή αρχίζει) στην αντίδραση σύνθεσης ϋΝΑ.

Στα ισπανικά, ο πρωθυπουργός σημαίνει να κυριαρχεί, να υπερέχει, να κυριαρχεί ή να δίνει προτεραιότητα σε κάτι ή σε κάποιον. Δηλαδή, δώστε προτίμηση. Στα αγγλικά, «να προωθηθεί» σημαίνει να προετοιμαστείς ή να είσαι έτοιμος για κάτι.

Σε κάθε περίπτωση, κάθε βιολογική αντίδραση πρέπει να προετοιμαστεί για κάτι και η αναπαραγωγή του DNA δεν αποτελεί εξαίρεση.

Ευρετήριο

  • 1 Εξαρτήματα
    • 1.1 Primasa
    • 1.2 Helicasa
    • 1,3 ϋΝΑ πολυμεράση
    • 1.4 Άλλες πρωτεΐνες στο πρωτεύον?
  • 2 Άλλες λειτουργίες των primosomes
  • 3 Εφαρμογές
  • 4 Αναφορές

Εξαρτήματα

Σε γενικές γραμμές, κάθε πιρούνι αναπαραγωγής πρέπει να προσλάβει τουλάχιστον ένα πρωτεύον. Αυτό συμβαίνει σε έναν συγκεκριμένο τόπο (αλληλουχία) του DNA που ονομάζεται ori, από την αρχή της αναπαραγωγής.

Σε αυτή τη θέση πρέπει να συντεθεί το συγκεκριμένο μόριο RNA (εκκινητής), το οποίο θα οδηγήσει στη σύνθεση νέου DNA. Είτε αναδιπλασιασμού είναι μιας κατεύθυνσης (μονό διχάλα αντιγραφής με ένα μόνο διεύθυνση) ή διπλής κατεύθυνσης (δύο περόνες αντιγραφής σε δύο αντίθετες κατευθύνσεις), το DNA πρέπει να ανοιχθεί και να «γίνει» μόνη ζώνη.

Η λεγόμενη ζώνη-οδηγός (από 3 'έως 5') επιτρέπει τη συνεχή σύνθεση του DNA στην κατεύθυνση 5 'προς 3', από μία μονή υβριδική θέση DNA: RNA.

Η καθυστερημένη ζώνη, στην αντίθετη κατεύθυνση, χρησιμεύει ως πρότυπο για την ασυνεχή σύνθεση νέου DNA σε κλάσματα που ονομάζονται θραύσματα Okazaki.

Για να φέρει κάθε θραύσμα Okazaki πρέπει primarse αντίδραση ξεκινήσει κάθε φορά με τις ίδιες primosomas (πιθανώς να επαναχρησιμοποιηθούν) για να σχηματίσει το ίδιο είδος υβριδίου.

Primasa

Η πριμάση RNA είναι μια DNA-εξαρτώμενη RNA πολυμεράση. ένα ένζυμο που χρησιμοποιεί ϋΝΑ ως πρότυπο για τη σύνθεση ενός RNA συμπληρωματικού της αλληλουχίας αυτής.

Η πριμάση, ελικάση μαζί, προσδένεται στο DNA και συνθέτει ένα πρώτο καλούπι ή εκκινητής Α11 9 nt σε μήκος. Από το 3 'άκρο αυτού του RNA, και από τη δράση της ϋΝΑ πολυμεράσης, ένα νέο ϋΝΑ μόριο αρχίζει να επιμηκύνεται.

Helicasa

Ένα άλλο θεμελιώδες συστατικό του πρωτεύοντος είναι η ελικάση: ένα ένζυμο ικανό να ξετυλίξει το δίκλωνο DNA και να δημιουργήσει μία μονή ζώνη DNA στην περιοχή όπου ενεργεί.

Είναι σε αυτό το ενιαίο υπόστρωμα DNA ζώνη όπου RNA πριμάση ενεργεί για να δώσει αφορμή για την πρώτη από τις οποίες σύνθεση DNA επεκτείνεται από την ϋΝΑ πολυμεράση είναι μέρος της replisoma.

DNA πολυμεράση

Αν και για κάποιους να συμπεριληφθεί η ϋΝΑ πολυμεράση μιλάμε ήδη για το replisome, η αλήθεια είναι ότι αν δεν ξεκινήσετε τη σύνθεση του DNA δεν έχει δώσει προτεραιότητα στην αντίδραση. Και αυτό επιτυγχάνεται μόνο από τον πρωτεύοντα.

Σε κάθε περίπτωση, DNA πολυμεράσες είναι ένζυμα ικανά να συνθέσουν ϋΝΑ de novo από ένα καλούπι που τους καθοδηγεί. Υπάρχουν πολλοί τύποι ϋΝΑ πολυμεράσης, ο καθένας με τις δικές του απαιτήσεις και χαρακτηριστικά.

Όλα τα τριφωσφορικά δεοξυνουκλεοτίδια προστίθενται σε μια αλυσίδα που αναπτύσσεται στην κατεύθυνση 5 'προς 3'. Ορισμένες, αλλά όχι όλες, ϋΝΑ πολυμεράσες έχουν δραστικότητα ανάγνωσης δοκιμής.

Δηλαδή, μετά από την προσθήκη μιας σειράς νουκλεοτιδίων, το ένζυμο είναι σε θέση να ανιχνεύσει ψευδαισθήσεις, να αποικοδομήσει τοπικά την πληγείσα περιοχή και να προσθέσει τα σωστά νουκλεοτίδια..

¿Άλλες πρωτεΐνες στο πρωτεύον?

Αυστηρά μιλώντας, τα εν λόγω ένζυμα θα αρκούσαν για να δώσουν προτεραιότητα στη σύνθεση του DNA. Ωστόσο, έχει βρεθεί ότι άλλες πρωτεΐνες εμπλέκονται στη συναρμολόγηση και λειτουργία του πρωτεύοντος.

Η αντιπαράθεση δεν είναι εύκολο να λυθεί επειδή τα πρωτεύοντα της διαφορετικής περιοχής ζωής έχουν ξεχωριστές λειτουργικές ικανότητες. Επιπλέον, το οπλοστάσιο των ακατέργαστων RNA θα πρέπει να προστεθεί σε αυτά που κωδικοποιούνται από τους ιούς.

Θα μπορούσαμε να συμπεράνουμε ότι κάθε πρωτεύων έχει την ικανότητα να αλληλεπιδρά με άλλα μόρια ανάλογα με τη λειτουργία που πρόκειται να εκπληρώσει.

Άλλες λειτουργίες των primosomes

Διαπιστώθηκε ότι primosomas μπορούν επίσης να συμμετέχουν στον πολυμερισμό των μορίων DNA ή RNA, στο τερματικό μεταφορά των διαφορετικών τύπων των νουκλεοτιδίων, σε ορισμένες μηχανισμούς επιδιόρθωσης του DNA, και στο μηχανισμό ανασυνδυασμού γνωστό ως τερματικό άκρο συναρμογής κανένα ομόλογο.

Τέλος, έχει επίσης παρατηρηθεί ότι τα πρωτεύοντα, ή τουλάχιστον τα ασφάλιστρα, θα μπορούσαν επίσης να εμπλακούν στην επανάληψη της αντιγραφής σε συλληφθέντα πιρούνια.

Θα μπορούσαμε να πούμε ότι κατά κάποιο τρόπο τα πριμοσωμάτια όχι μόνο ξεκινούν αυτόν τον θεμελιώδη μηχανισμό του μεταβολισμού του DNA (αναδιπλασιασμός), αλλά και συμβάλλουν στον έλεγχο και την ομοιόσταση του.

Εφαρμογές

Το βακτηριακό πρωτεύον είναι το αντικείμενο της ενεργού έρευνας ως στόχου που θα μπορούσε να επιτρέψει την ανάπτυξη πιο ισχυρών αντιβιοτικών. Στο Escherichia coli, η πριμάση είναι το μεταφραστικό προϊόν του γονιδίου dnaG.

Αν και όλα τα ζωντανά όντα χρησιμοποιούν έναν παρόμοιο μηχανισμό για να ξεκινήσουν την αντιγραφή του DNA, η πρωτεΐνη DNA-G έχει χαρακτηριστικά που είναι μοναδικά για αυτά.

Ως εκ τούτου, σχεδιάζουν βιολογικώς δραστικές ενώσεις που επιτίθενται ειδικά στο πρωτεύον των βακτηριδίων, χωρίς να θίγεται ο άνθρωπος που είναι θύμα βακτηριακής μόλυνσης.

Η στρατηγική φαίνεται να είναι τόσο ελπιδοφόρα ώστε η έρευνα να κατευθύνεται σε άλλα συστατικά του βακτηριακού replisome. Επιπλέον, η αναστολή της πριμάση και ελικάση πριμοσώματος κάποιου ιού έρπη παρείχε άριστα κλινικά αποτελέσματα στον αγώνα κατά του ιού ζωστήρα ανεμοβλογιάς και του απλού έρπητα.

Αναφορές

  1. Alberts, Β, Johnson, Α D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, Μ, Roberts, Κ, Walter, Ρ (2014) Molecular Biology of the Cell (6th Edition). W. W. Norton & Company, Νέα Υόρκη, Νέα Υόρκη, ΗΠΑ.
  2. Baranovskiy, Α. G., Babayeva, Ν. D., Zhang, Υ., Gu, J., Suwa, Υ., Pavlov, Υ. Ι., Tahirov, Τ. Η. (2016) Μηχανισμός συντονισμένης πρώτης σύνθεσης RNA-DNA από τον ανθρώπινο πρωτεύον. Journal of Biological Chemistry, 291: 10006-10020.
  3. Kaguni, J. Μ. (2018) Οι μακρομοριακές μηχανές που αντιγράφουν το Escherichia coli χρωμόσωμα ως στόχους για την ανακάλυψη φαρμάκων. Αντιβιοτικά (Βασιλεία), 7. doi: 10.3390 / αντιβιοτικά7010023.
  4. Lodish, H., Berk, Α, Kaiser, C.A., Krieger, Μ, Bretscher, Α, Ploegh, H., Amon, Α, Martin, Κ C. (2016). Βιολογία των μοριακών κυττάρων (8th έκδοση). W. Η. Freeman, Νέα Υόρκη, Νέα Υόρκη, ΗΠΑ.
  5. Shiraki, Κ. (2017) Αναστολέας της αμιμεμυρίνης για την μόλυνση από ιό έρπητα: Προς πρακτική εφαρμογή για την αντιμετώπιση του έρπητα ζωστήρα. Drugs of Today (Barcelona), 53: 573-584.