- componenti
- Premium
- Helicasa
- DNA polimerasi
- ¿ Altre proteine nel primosoma?
- Altre funzioni dei primosomi
- applicazioni
- Riferimenti
Un primosoma , in genetica e in altri rami della biologia, è un complesso multiproteico incaricato di eseguire i primi passi che portano alla replicazione del DNA. La replicazione del DNA è un processo complesso che coinvolge più fasi, ognuna delle quali strettamente regolata per garantire la fedeltà e la corretta segregazione delle molecole generate.
Il complesso replicativo che esegue tutte le fasi di replicazione è chiamato il replisome e l'unico responsabile della sua iniziazione, il primosoma. Solo le proteine che rimangono associate formando una complessa sovrastruttura multiproteica appartengono a questi corpi, o alcuni. Tuttavia, molte altre proteine accessorie svolgono ruoli aggiuntivi nei primosomi.
Il primosoma deve sintetizzare una piccola molecola di RNA che indica alle DNA polimerasi dove iniziare la sintesi de novo del DNA. Questa piccola molecola di RNA è chiamata primer (per altri, primer), poiché innesca (cioè avvia) la reazione di sintesi del DNA.
In spagnolo, primar significa prevalere, distinguersi, predominare o concedere il primato a qualcosa o qualcuno. Cioè, dai la preferenza. In inglese, "to prime" significa preparare o essere pronti per qualcosa.
In ogni caso, ogni reazione biologica deve essere governata da qualcosa e la replicazione del DNA non fa eccezione.
componenti
In generale, ogni fork di replicazione dovrebbe reclutare almeno un primosoma. Ciò si verifica in un punto specifico (sequenza) nel DNA chiamato ori, per origine della replicazione.
È in questo sito dove la specifica molecola di RNA (primer) deve essere sintetizzata che prevarrà la sintesi del nuovo DNA. Indipendentemente dal fatto che la replicazione sia unidirezionale (una singola forcella di replicazione con una sola direzione) o bidirezionale (due forcelle di replicazione, verso due direzioni opposte), il DNA deve aprirsi e "diventare" una singola banda.
La cosiddetta banda leader (da 3 'a 5' senso) consente la sintesi continua del DNA nel senso da 5 'a 3', a partire da un unico sito ibrido DNA: RNA.
La banda ritardata, nella direzione opposta, funge da modello per la sintesi discontinua di nuovo DNA in frazioni chiamate frammenti di Okazaki.
Per dare origine a ciascun frammento di Okazaki, la reazione di iniziazione deve essere prioritaria ogni volta con gli stessi primosomi (probabilmente riutilizzati) per formare lo stesso tipo di ibridi.
Premium
La primasi RNA è una RNA polimerasi DNA-dipendente; un enzima che utilizza il DNA come stampo per sintetizzare un RNA complementare alla sua sequenza.
La primasi RNA, insieme all'elicasi, si lega al DNA stampo e sintetizza un primer o un primer di 9-11 nt di lunghezza. A partire dall'estremità 3 'di questo RNA, e per azione della DNA polimerasi, una nuova molecola di DNA inizia ad allungarsi.
Helicasa
Un altro componente fondamentale del primosoma è l'elicasi: un enzima in grado di svolgere il DNA a doppia banda e dare origine a DNA a banda singola nella zona in cui agisce.
È in questo substrato di DNA a banda singola che la primasi dell'RNA agisce per dare origine al primer da cui si estende la sintesi del DNA da parte della DNA polimerasi che fa parte del replisoma.
DNA polimerasi
Sebbene per alcuni, includendo la DNA polimerasi, si parli già del repisoma, la verità è che se la sintesi del DNA non viene avviata, la reazione non ha prevalso. E questo è ottenuto solo dal primosoma.
In ogni caso, le DNA polimerasi sono enzimi in grado di sintetizzare il DNA de novo da uno stampo che le guida. Esistono molti tipi di DNA polimerasi, ciascuna con le proprie esigenze e caratteristiche.
Tutti aggiungono deossinucleotide trifosfato a un filamento che cresce da 5 'a 3'. Alcune, ma non tutte, le DNA polimerasi hanno un'attività di lettura del test.
Cioè, dopo aver aggiunto una serie di nucleotidi, l'enzima è in grado di rilevare incorporazioni errate, degradare localmente l'area interessata e aggiungere i nucleotidi corretti.
¿ Altre proteine nel primosoma?
A rigor di termini, gli enzimi menzionati sarebbero sufficienti per dare la priorità alla sintesi del DNA. Tuttavia, è stato scoperto che altre proteine partecipano all'assemblaggio e alla funzione del primosoma.
La controversia non è facile da risolvere perché i primosomi provenienti da diversi domini della vita hanno capacità funzionali distintive. Inoltre, all'arsenale dei cugini RNA dovrebbero essere aggiunti quelli codificati dai virus.
Potremmo concludere che ogni primosoma ha la capacità di interagire con altre molecole a seconda della funzione che andrà a svolgere.
Altre funzioni dei primosomi
È stato scoperto che i primosomi possono anche partecipare alla polimerizzazione di molecole di DNA o RNA, al trasferimento terminale di diversi tipi di nucleotidi, ad alcuni meccanismi di riparazione del DNA, nonché al meccanismo di ricombinazione noto come giunzione terminale delle estremità. non omologa.
Infine, è stato anche osservato che i primosomi, o almeno i cugini, potrebbero anche essere coinvolti nel riavvio della replicazione a fork fermi.
Potremmo dire che in qualche modo i primosomi non solo avviano questo meccanismo fondamentale del metabolismo (replicazione) del DNA, ma contribuiscono anche al suo controllo e all'omeostasi.
applicazioni
Il primosoma batterico è oggetto di una ricerca attiva come sito target che potrebbe consentire lo sviluppo di antibiotici più potenti. In Escherichia coli, la primasi è il prodotto traslazionale del gene dnaG.
Sebbene tutti gli esseri viventi utilizzino un meccanismo simile per avviare la replicazione del DNA, la proteina DNA-G ha caratteristiche proprie e uniche.
Per questo motivo si stanno progettando composti biologicamente attivi che attaccherebbero in modo specifico il primosoma del batterio, senza intaccare l'essere umano vittima di un'infezione batterica.
La strategia sembra essere così promettente che la ricerca si sta dirigendo su altri componenti del replisome batterico. Inoltre, l'inibizione del primosoma primasi ed elicasi di alcuni herpesvirus ha fornito ottimi risultati clinici nella lotta contro la varicella zoster e i virus herpes simplex.
Riferimenti
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- Kaguni, JM (2018) Le macchine macromolecolari che duplicano il cromosoma di Escherichia coli come bersagli per la scoperta di farmaci. Antibiotcis (Basilea), 7. doi: 10.3390 / antibiotici7010023.
- Lodish, H., Berk, A., Kaiser, CA, Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A., Martin, KC (2016). Biologia cellulare molecolare ( 8a edizione). WH Freeman, New York, NY, USA.
- Shiraki, K. (2017) Inibitore dell'elicasi-primasi amenamevir per l'infezione da herpesvirus: verso l'applicazione pratica per il trattamento dell'herpes zoster. Drugs of Today (Barcellona), 53: 573-584.