ПРИМОСОМА: КОМПОНЕНТИ, ФУНКЦІЇ ТА ПРОГРАМИ - БІОЛОГІЯ - 2025

Праймосома , в області генетики та інших галузях біології, є білковим комплексом, що відповідає за виконання перших кроків , які призводять до реплікації ДНК. Реплікація ДНК - це складний процес, що включає декілька етапів, кожен з яких суворо регламентований для забезпечення вірності та правильної сегрегації генерованих молекул.

Реплікативний комплекс, який виконує всі етапи реплікації, називається реліпсомою, а той, що відповідає лише за його ініціацію, примосомою. Тільки білки, які залишаються пов'язаними, утворюючи складну багатопротеїнову надбудову, належать до цих тіл, або сомів. Однак багато інших допоміжних білків виконують додаткову роль у примосомах.

Примосома повинна синтезувати невелику молекулу РНК, яка повідомляє ДНК-полімерази, звідки починати de novo синтез ДНК. Цю маленьку молекулу РНК називають праймером (для інших, праймером), оскільки він праймеризує (тобто запускає) реакцію синтезу ДНК.

Іспанською мовою первинне означає переважати, виділятися, переважати або надавати першість чомусь чи комусь. Тобто віддавайте перевагу. Англійською мовою 'to prime' означає підготуватися або бути готовим до чогось.

У будь-якому випадку, кожна біологічна реакція повинна чимось керуватися, і реплікація ДНК не є винятком.

Компоненти

Взагалі кажучи, кожна вилка реплікації повинна набирати хоча б одну примосому. Це відбувається в конкретному місці (послідовності) в ДНК, званому ori, за походженням реплікації.

Саме на цьому місці повинна бути синтезована специфічна молекула РНК (праймер), що синтез нової ДНК буде переважати. Незалежно від того, чи є реплікація односпрямованою (одна вилка реплікації з одним напрямком) або двонаправленою (дві вилки реплікації в бік двох протилежних напрямків), ДНК повинна відкриватися і "перетворюватися" в єдину смугу.

Так звана лідерна смуга (3 '- 5' сенс) дозволяє безперервно синтезувати ДНК у 5 '- 3' сенсі, починаючи з одного гібридного сайту ДНК: РНК.

Відстала смуга, у зворотному напрямку, слугує шаблоном для безперервного синтезу нової ДНК у фракції, які називаються фрагментами Оказакі.

Щоб створити кожен фрагмент Оказакі, реакцію ініціювання потрібно щоразу надавати пріоритетам тим самим примосомам (можливо, повторно використаним), щоб утворився один і той же тип гібридів.

Преміум

РНК-примаза - це ДНК-залежна РНК-полімераза; фермент, який використовує ДНК як шаблон для синтезу РНК, комплементарної до його послідовності.

РНК-прима, спільно з геліказою, зв'язується з ДНК-матрицею і синтезує праймер або праймер довжиною 9-11 нт. Починаючи з 3 'кінця цієї РНК, і дією ДНК-полімерази нова молекула ДНК починає подовжуватися.

Гелікаса

Ще один фундаментальний компонент примосоми - це геліказа: фермент, здатний розмотати двосмугову ДНК і породжувати односмугову ДНК у зоні, де вона діє.

Саме в цій однодіапазонній ДНК-субстраті РНК-примаза діє, викликаючи праймер, з якого синтез ДНК поширюється ДНК-полімеразою, що є частиною реплізоми.

ДНК-полімераза

Хоча для деяких, включаючи ДНК-полімеразу, ми вже говоримо про репліку, правда полягає в тому, що якщо синтез ДНК не почати, реакція не переважала. І цього досягає лише примосома.

У будь-якому випадку, ДНК-полімерази - це ферменти, здатні синтезувати ДНК de novo із шаблону, який керує ними. Існує багато типів ДНК-полімераз, кожна з яких має свої вимоги та характеристики.

Всі вони додають дезоксинуклеотид трифосфат до пасма, яка зростає від 5 до 3 '. Деякі ДНК-полімерази, але не всі, мають тестову читання.

Тобто, додаючи низку нуклеотидів, фермент здатний виявляти помилкові включення, локально деградуючи уражену область та додаючи правильні нуклеотиди.

¿ Інші білки в примосомі?

Строго кажучи, згаданих ферментів було б достатньо для визначення пріоритетності синтезу ДНК. Однак було виявлено, що інші білки беруть участь у складанні та функції примосоми.

Суперечку вирішити непросто, оскільки примосоми з різних областей життя мають відмінні функціональні можливості. Крім того, до арсеналу РНК-двоюрідних братів слід додати ті, що кодуються вірусами.

Можна було б зробити висновок, що кожна примосома має здатність взаємодіяти з іншими молекулами залежно від функції, яку вона буде виконувати.

Інші функції примосом

Було встановлено, що примосоми можуть також брати участь у полімеризації молекул ДНК або РНК, у кінцевому переносі різних типів нуклеотидів, у деяких механізмах відновлення ДНК, а також у механізмі рекомбінації, відомий як кінцевий з’єднання кінців. не гомологічний.

Нарешті, також було помічено, що примосоми, або принаймні двоюрідні брати, також можуть бути залучені до перезапуску реплікації на зупинених вилах.

Можна сказати, що певним чином, примісоми не тільки запускають цей фундаментальний механізм метаболізму ДНК (реплікацію), але й сприяють його контролю та гомеостазу.

Програми

Бактеріальна примосома є предметом активних досліджень як цільовий сайт, який міг би дозволити вироблення більш потужних антибіотиків. У Escherichia coli примада є трансляційним продуктом гена dnaG.

Хоча всі живі істоти використовують подібний механізм для ініціації реплікації ДНК, протеїн ДНК-G має властивості та унікальні.

З цієї причини розробляються біологічно активні сполуки, які б спеціально атакували примосому бактерії, не впливаючи на людину, яка є жертвою бактеріальної інфекції.

Стратегія видається настільки перспективною, що дослідження спрямовані на інші компоненти бактеріальної репліками. Крім того, інгібування примосоми примосоми та гелікази деяких герпесвірусів дало чудові клінічні результати в боротьбі з вірусом варицели зостер та вірусом простого герпесу.

Список літератури

1. Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of Cell (6- ^е видання). WW Norton & Company, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США.
2. Барановський, А.Г., Бабаєва, Н.Д., Чжан, Ю., Гу, Дж., Сува, Ю., Павлов, Ю.І., Тахіров, Т .Х. (2016) Механізм узгодженого синтезу праймерів РНК-ДНК людською примосомою. Журнал біологічної хімії, 291: 10006-10020.
3. Kaguni, JM (2018) Макромолекулярні машини, які дублюють хромосому Escherichia coli як цілі для виявлення наркотиків. Антибіотик (Базель), 7. doi: 10,3390 / антибіотики7010023.
4. Лодіш, Х., Берк, А., Кайзер, Каліфорнія, Крігер, М., Бретчер, А., Плое, Х., Амон, А., Мартін, КК (2016). Молекулярна клітинна біологія (8- ^е видання). WH Freeman, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США.
5. Ширакі, К. (2017) Інгібітор аліменавіруру хелікази-примази для герпесвірусної інфекції: до практичного застосування для лікування оперізуючого герпесу. Наркотики сьогодні (Барселона), 53: 573-584.