פרימוסומה: רכיבים, פונקציות ויישומים - ביולוגיה - 2025

Primosome , בגנטיקה, וענפים אחרים של הביולוגיה, הוא מתחם multiprotein הממונה על ביצוע הצעדים הראשונים להוביל שכפול ה- DNA. שכפול DNA הוא תהליך מורכב הכולל מספר שלבים, שכל אחד מהם מוסדר בקפדנות כדי להבטיח את נאמנותו וההפרדה הנכונה של המולקולות שנוצרו.

המתחם המשכפל שמבצע את כל שלבי השכפול נקרא המשכפל, וזה האחראי רק על התחלתו, הפרימוזום. רק החלבונים שנשארו קשורים ויוצרים מבנה-על רב-חלבוני מורכב שייכים לגופים אלה, או למים. עם זאת, חלבונים נלווים רבים אחרים משמשים תפקידים נוספים בפרימוזומים.

על הפרימוזום לסנתז מולקולת RNA קטנה המספרת לפולימראזות DNA היכן להתחיל בסינתזת DNA דה-נובו. מולקולת RNA קטנה זו נקראת פריימר (עבור אחרים פריימר), מכיוון שהיא מסדירה (כלומר מתחילה) את תגובת סינתזת ה- DNA.

בספרדית, פריימר פירושו לנצח, להתבלט, לשלוט או להעניק ראשוניות למשהו או למישהו. כלומר, תנו עדיפות. באנגלית, "לפריים" פירושו להתכונן או להיות מוכנים למשהו.

בכל מקרה, כל תגובה ביולוגית חייבת להיות מנוהלת על ידי משהו, ושכפול ה- DNA אינו יוצא מן הכלל.

רכיבים

באופן כללי, כל מזלג שכפול צריך לגייס לפחות פרימוזום אחד. זה מתרחש במקום ספציפי (רצף) ב- DNA הנקרא ori, לפי מקור הכפול.

זה המקום בו יש לסנתז את מולקולת ה- RNA הספציפית (פריימר) שהסינתזה של ה- DNA החדש תצליח לנצח. לא משנה אם השכפול הוא חד כיווני (מזלג שכפול יחיד עם כיוון יחיד) או דו כיווני (שני מזלגות שכפול, לכיוון שני כיוונים מנוגדים), ה- DNA חייב להיפתח ו"להפוך "ללהקה יחידה.

להקת המנהיגים כביכול (תחושה 3 'עד 5') מאפשרת סינתזה רציפה של DNA במובן 5 'עד 3', החל מאתר DNA היברידי יחיד: RNA.

הלהקה המפגרת, בכיוון ההפוך, משמשת תבנית לסינתזה הבלתי פוסקת של DNA חדש לשברים הנקראים שברי אוקזאקי.

כדי להצמיח כל שבר של אוקאזאקי, יש לתעדף את תגובת החניכה בכל פעם עם אותם פרימוזומים (ככל הנראה בשימוש חוזר) כדי ליצור את אותו סוג של כלאיים.

פּרֶמיָה

RNA primase הוא פולימנאז RNA תלוי ב- DNA; אנזים המשתמש ב- DNA כתבנית לסינתזה של RNA המשלים לרצף שלו.

RNA primase, בשילוב עם helicase, נקשר ל- DNA התבנית ומסנתז אורך פריימר או פריימר 9-11 nt. החל מסוף 3 'של RNA זה, ועל ידי פעולת פולימראז DNA, מתחילה להתארך מולקולת DNA חדשה.

הליקאסה

מרכיב בסיסי נוסף בפרימוזום הוא הלזיס: אנזים המסוגל לסובב את הדנ"ס בעל הפס הרחב הכפול ולהוליד את הדנ"א הבסיסי באזור בו הוא פועל.

במצע DNA יחיד של הלהקה היחידה זו פועל פרימאס RNA כדי להוליד את הפריימר ממנו נמשכת סינתזת ה- DNA על ידי הפולימראז ה- DNA המהווה חלק מההחלפה.

DNA פולימראז

למרות שלגבי חלקם, על ידי הכללת פולימראז DNA, אנו כבר מדברים על המשיב, האמת היא שאם לא מתחילים סינתזת DNA, התגובה לא שררה. וזה מושג רק על ידי הפרימוזום.

בכל מקרה, פולימראזות DNA הן אנזימים המסוגלים לסנתז DNA דה נובו מתבנית המדריכה אותם. ישנם סוגים רבים של פולימראזות DNA, שלכל אחד מהם הדרישות והתכונות שלו.

כולם מוסיפים deoxynucleotide triphosphate לחוט שגדל 5 'עד 3'. לחלקם של פולימראזות ה- DNA קיימות פעילות קריאת בדיקות.

כלומר, לאחר הוספת סדרה של נוקליאוטידים, האנזים מסוגל לאתר שילובים שגויים, להשפיל מקומית את האזור הפגוע ולהוסיף את הנוקלאוטידים הנכונים.

¿ חלבונים אחרים בפרימוזום?

באופן קפדני, האנזימים שהוזכרו יספיקו לתעדוף סינתזת DNA. עם זאת, נמצא כי חלבונים אחרים משתתפים בהרכבה של הפרימוזום ובתפקודו.

המחלוקת לא קלה לפתרון מכיוון שלפרימוזומים מתחומים שונים של החיים יש יכולות פונקציונליות מובחנות. בנוסף, יש להוסיף לארסנל של בני דודי ה- RNA את אלה המקודדים על ידי וירוסים.

נוכל להסיק שלכל פרימוזום יש יכולת אינטראקציה עם מולקולות אחרות בהתאם לתפקוד שהוא עומד למלא.

פונקציות אחרות של פרימוזומים

נמצא כי פרימוזומים יכולים להשתתף גם בפירמור של מולקולות DNA או RNA, בהעברה סופנית של סוגים שונים של נוקלאוטידים, בחלק ממנגנוני תיקון ה- DNA, כמו גם במנגנון השילוב המוכר הידוע כצומת טרמינלי. לא הומולוגי.

לבסוף, נצפה גם כי פרימוזומים, או לפחות בני דודים, יכולים להיות מעורבים בהפעלת ההעתקה מחדש במזלגות שהופסקו.

ניתן לומר שבדרך כלשהי פרימוסומים לא רק יוזמים מנגנון בסיסי זה של חילוף חומרים של DNA (שכפול), אלא גם תורמים לשליטה בהומאוסטזיס.

יישומים

הפרימוזום החיידקי הנו נושא למחקר פעיל כאתר יעד שיכול לאפשר פיתוח אנטיביוטיקה חזקה יותר. באצ'ריצ'יה קולי, פרייז הוא התוצר התרגומי של הגן dnaG.

למרות שכל היצורים החיים משתמשים במנגנון דומה כדי להתחיל שכפול של DNA, לחלבון ה- DNA-G יש מאפיינים שהם ייחודיים לו.

מסיבה זו, מתוכננים תרכובות פעילות ביולוגית שתוקפות באופן ספציפי את פרימוזום החיידק, מבלי לפגוע באדם הקורבן לזיהום חיידקי.

נראה שהאסטרטגיה מבטיחה עד כדי כך שמחקר מופנה לרכיבים אחרים בתגובה החיידקית. יתר על כן, עיכוב פרימוזה פרימוזה והליקאז של חלק מההרפס ווירוסים סיפק תוצאות קליניות מצוינות במאבק נגד נגיפי varicella zoster והרפס סימפלקס.

הפניות

1. אלברטס, ב, ג 'ונסון, AD, לואיס, ג', מורגן, ד, רף, M., רוברטס, ק ', וולטר, P. (2014) ביולוגיה מולקולרית של התא (6 ^th Edition). WW Norton & Company, ניו יורק, ניו יורק, ארה"ב.
2. Baranovskiy, AG, Babayeva, ND, Zhang, Y., Gu, J., Suwa, Y., Pavlov, YI, Tahirov, T .H. (2016) מנגנון של סינתזה ראשונית של RNA-DNA על ידי הפרימוזום האנושי. כתב העת לכימיה ביולוגית, 291: 10006-10020.
3. Kaguni, JM (2018) המכונות המקרו-מולקולריות המשכפלות את הכרומוזום קולי Escherichia כמטרות לגילוי תרופות. אנטיביוטיס (באזל), 7. doi: 10.3390 / אנטיביוטיקה7010023.
4. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, CA, Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A., Martin, KC (2016). לביולוגיה מולקולרית של התא (8 ^th edition). WH פרימן, ניו יורק, ניו יורק, ארה"ב.
5. Shiraki, K. (2017) מעכב הליקז-פרימז אמנאמביר לזיהום בהרפס ווירוס: לקראת יישום מעשי לטיפול בהרפס זוסטר. סמים של היום (ברצלונה), 53: 573-584.