PRIMOSOMA: COMPONENTE, FUNCȚII ȘI APLICAȚII - BIOLOGIE - 2025

Un primozom , în genetică și alte ramuri ale biologiei, este un complex multiprotein responsabil de executarea primilor pași care duc la replicarea ADN-ului. Replicarea ADN-ului este un proces complex care implică mai multe etape, fiecare dintre ele fiind strict reglementată pentru a asigura fidelitatea și segregarea corectă a moleculelor generate.

Complexul replicativ care execută toate etapele de replicare se numește replisome, iar cel responsabil numai de inițierea sa, primosomul. Doar proteinele care rămân asociate care formează o suprastructură complexă multiproteină aparțin acestor corpuri sau somelor. Cu toate acestea, multe alte proteine ​​accesorii servesc roluri suplimentare în primozomi.

Primosomul trebuie să sintetizeze o moleculă mică de ARN care spune ADN polimerazelor unde să înceapă sinteza de ADN de novo. Această moleculă mică de ARN se numește primer (pentru alții, primer), deoarece primează (adică începe) reacția de sinteză a ADN-ului.

În spaniolă, a predomina înseamnă a domina, a ieși în evidență, a predomina sau a acorda primatul cuiva sau cuiva. Adică dați preferințe. În engleză, „a prime” înseamnă a pregăti sau a fi pregătit pentru ceva.

În orice caz, fiecare reacție biologică trebuie să fie guvernată de ceva, iar replicarea ADN-ului nu face excepție.

Componente

În general, fiecare furcă de replicare ar trebui să recruteze cel puțin un primozom. Acest lucru se produce la un loc specific (secvență) în ADN numit ori, prin originea replicării.

În această zonă trebuie sintetizată molecula de ARN specifică (primer), care va predomina sinteza noului ADN. Indiferent dacă replicarea este unidirecțională (o singură furcă de replicare cu o singură direcție) sau bidirecțională (două furci de replicare, spre două direcții opuse), ADN-ul trebuie să se deschidă și să „devină” o singură bandă.

Așa-numita bandă lider (de la 3 'la 5' sens) permite sinteza continuă a ADN-ului în sensul 5 'la 3', pornind de la un singur ADN: site hibrid ARN.

Banda retardată, în direcția opusă, servește ca șablon pentru sinteza discontinuă a ADN-ului nou în fracțiuni numite fragmente Okazaki.

Pentru a da naștere fiecărui fragment Okazaki, reacția de inițiere trebuie să fie priorizată de fiecare dată cu aceiași primozomi (probabil reutilizați) pentru a forma același tip de hibrizi.

premiu

ARNA primază este o ARN polimerază dependentă de ADN; o enzimă care folosește ADN-ul ca șablon pentru a sintetiza un ARN complementar secvenței sale.

ARN-primaza, în combinație cu elicaza, se leagă la ADN-ul șablon și sintetizează un primer sau grund de 9-11 nt în lungime. Pornind de la capătul 3 'al acestui ARN și prin acțiunea ADN-polimerazei, o nouă moleculă de ADN începe să se alungească.

Helicasa

O altă componentă fundamentală a primosomului este elicaza: o enzimă capabilă să dezlege ADN-ul cu bandă dublă și să dea naștere ADN-ului cu o singură bandă în zona în care acționează.

În acest substrat ADN cu bandă unică, RNA primază acționează pentru a da naștere grundului din care se extinde sinteza ADN de ADN-polimeraza care face parte din replică.

ADN polimeraza

Deși pentru unii, incluzând ADN polimeraza, vorbim deja despre replisom, adevărul este că, dacă nu se începe sinteza ADN, reacția nu a predominat. Iar acest lucru este obținut doar prin primosom.

În orice caz, ADN polimerazele sunt enzime capabile să sintetizeze ADN de novo dintr-un șablon care le ghidează. Există multe tipuri de ADN polimeraze, fiecare cu propriile cerințe și caracteristici.

Toți adaugă deoxinucleotide trifosfat pe o catena care crește 5 'la 3'. Unele, dar nu toate, ADN polimerazele au activitate de citire a testelor.

Adică, după adăugarea unei serii de nucleotide, enzima este capabilă să detecteze încorporații eronate, degradează local zona afectată și adaugă nucleotide corecte.

¿ Alte proteine din primosome?

Strict vorbind, enzimele menționate ar fi suficiente pentru a da prioritate sintezei ADN-ului. Cu toate acestea, s-a descoperit că alte proteine ​​participă la asamblarea și funcționarea primosomului.

Controversa nu este ușor de rezolvat, deoarece primozomii din diferite domenii ale vieții au capacități funcționale distinctive. În plus, la arsenalul verișilor ARN ar trebui adăugate cele codificate de viruși.

Am putea concluziona că fiecare primosom are capacitatea de a interacționa cu alte molecule, în funcție de funcția pe care urmează să o îndeplinească.

Alte funcții ale primozomilor

S-a descoperit că primozomii pot participa și la polimerizarea moleculelor de ADN sau ARN, la transferul terminal al diferitelor tipuri de nucleotide, în unele mecanisme de reparare a ADN-ului, precum și la mecanismul de recombinare cunoscut sub denumirea de joncțiune terminală a capetelor. nu omolog.

În cele din urmă, s-a observat, de asemenea, că primozomii, sau cel puțin verișorii, ar putea fi implicați și în repornirea replicării la furculițele oprite.

Am putea spune că cumva primosomii nu numai că inițiază acest mecanism fundamental al metabolismului ADN-ului (replicare), dar contribuie și la controlul și homeostazia acestuia.

Aplicații

Primosomul bacterian este subiectul cercetării active ca site țintă care ar putea permite dezvoltarea antibioticelor mai puternice. În Escherichia coli, primasa este produsul translațional al genei dnaG.

Deși toate ființele vii folosesc un mecanism similar pentru a iniția replicarea ADN-ului, proteina ADN-G are caracteristici proprii și unice.

Din acest motiv, sunt concepute compuși biologic activi care ar ataca în mod specific primozomul bacteriei, fără a afecta ființa umană victimă a unei infecții bacteriene.

Strategia pare a fi atât de promițătoare, încât cercetarea este îndreptată către alte componente ale replisomului bacterian. Mai mult decât atât, inhibarea primozomului helicazei și primazei în unele herpesvirusuri a furnizat rezultate clinice excelente în lupta împotriva varicelei zoster și a virusurilor herpes simplex.

Referințe

1. Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell ( ediția ^a 6- ^a ). WW Norton & Company, New York, NY, SUA.
2. Baranovskiy, AG, Babayeva, ND, Zhang, Y., Gu, J., Suwa, Y., Pavlov, YI, Tahirov, T .H. (2016) Mecanismul de sinteză a primelor concertate de ARN-ADN de către primosomul uman. Journal of Biological Chemistry, 291: 10006-10020.
3. Kaguni, JM (2018) Mașinile macromoleculare care duplică cromozomul Escherichia coli ca ținte pentru descoperirea medicamentelor. Antibiotice (Basel), 7. doi: 10.3390 / antibiotice7010023.
4. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, CA, Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A., Martin, KC (2016). Biologia celulelor moleculare ( ediția a ^VIII- a). WH Freeman, New York, NY, SUA.
5. Shiraki, K. (2017) Inhibitorul Helicază-primază amenamevir pentru infecția cu herpesvirus: Spre o aplicare practică pentru tratarea herpesului zoster. Drugs of Today (Barcelona), 53: 573-584.