PRIMOSOM: KOMPONENTEN, FUNKTIONEN UND ANWENDUNGEN - BIOLOGIE - 2025

Ein Primosom in der Genetik und in anderen Bereichen der Biologie ist ein Multiproteinkomplex, der für die Ausführung der ersten Schritte verantwortlich ist, die zur DNA-Replikation führen. Die DNA-Replikation ist ein komplexer Prozess, der mehrere Stufen umfasst, von denen jede streng reguliert ist, um die Genauigkeit und korrekte Trennung der erzeugten Moleküle sicherzustellen.

Der Replikationskomplex, der alle Replikationsschritte ausführt, wird als Replisom bezeichnet und derjenige, der nur für seine Initiierung verantwortlich ist, das Primosom. Zu diesen Körpern oder zu einigen gehören nur die Proteine, die assoziiert bleiben und eine komplexe Multiprotein-Überstruktur bilden. Viele andere akzessorische Proteine ​​spielen jedoch eine zusätzliche Rolle in Primosomen.

Das Primosom muss ein kleines RNA-Molekül synthetisieren, das den DNA-Polymerasen mitteilt, wo mit der De-novo-DNA-Synthese begonnen werden soll. Dieses kleine RNA-Molekül wird als Primer (für andere als Primer) bezeichnet, da es die DNA-Synthesereaktion auslöst (dh startet).

Sich durchsetzen bedeutet auf Spanisch, sich durchzusetzen, hervorzuheben, zu dominieren oder etwas oder jemandem Vorrang einzuräumen. Das heißt, geben Sie den Vorzug. Auf Englisch bedeutet „vorbereiten“, sich auf etwas vorzubereiten oder darauf vorbereitet zu sein.

In jedem Fall muss jede biologische Reaktion von etwas gesteuert werden, und die DNA-Replikation ist keine Ausnahme.

Komponenten

Im Allgemeinen sollte jede Replikationsgabel mindestens ein Primosom rekrutieren. Dies geschieht an einer bestimmten Stelle (Sequenz) in der DNA, die als ori bezeichnet wird, nach Replikationsursprung.

An dieser Stelle, an der das spezifische RNA-Molekül (Primer) synthetisiert werden muss, wird die Synthese der neuen DNA überwiegen. Unabhängig davon, ob die Replikation unidirektional (eine einzelne Replikationsgabel mit einer einzelnen Richtung) oder bidirektional (zwei Replikationsgabeln in zwei entgegengesetzte Richtungen) ist, muss sich die DNA öffnen und eine einzelne Bande "werden".

Die sogenannte Leader-Bande (3'- bis 5'-Sinn) ermöglicht die kontinuierliche Synthese von DNA im 5'- bis 3'-Sinne ausgehend von einer einzelnen DNA: RNA-Hybridstelle.

Die verzögerte Bande in der entgegengesetzten Richtung dient als Vorlage für die diskontinuierliche Synthese neuer DNA zu Fraktionen, die als Okazaki-Fragmente bezeichnet werden.

Um zu jedem Okazaki-Fragment zu führen, muss die Initiationsreaktion jedes Mal mit denselben Primosomen (wahrscheinlich wiederverwendet) priorisiert werden, um denselben Hybridtyp zu bilden.

Prämie

RNA-Primase ist eine DNA-abhängige RNA-Polymerase; ein Enzym, das DNA als Matrize verwendet, um eine zu seiner Sequenz komplementäre RNA zu synthetisieren.

RNA-Primase bindet in Verbindung mit Helikase an Matrizen-DNA und synthetisiert einen Primer oder Primer mit einer Länge von 9 bis 11 nt. Ausgehend vom 3'-Ende dieser RNA und durch die Wirkung der DNA-Polymerase beginnt sich ein neues DNA-Molekül zu verlängern.

Helicasa

Ein weiterer grundlegender Bestandteil des Primosoms ist eine Helikase: ein Enzym, das in der Lage ist, Doppelband-DNA abzuwickeln und in dem Bereich, in dem es wirkt, Einzelband-DNA zu erzeugen.

In diesem Einzelband-DNA-Substrat erzeugt die RNA-Primase den Primer, aus dem sich die DNA-Synthese durch die DNA-Polymerase erstreckt, die Teil des Replisoms ist.

DNA-Polymerase

Obwohl für einige, einschließlich DNA-Polymerase, bereits über das Replisom gesprochen wird, ist die Wahrheit, dass die Reaktion nicht vorherrschte, wenn die DNA-Synthese nicht gestartet wurde. Und das erreicht nur das Primosom.

In jedem Fall sind DNA-Polymerasen Enzyme, die in der Lage sind, DNA de novo aus einer Vorlage zu synthetisieren, die sie leitet. Es gibt viele Arten von DNA-Polymerasen, jede mit ihren eigenen Anforderungen und Eigenschaften.

Sie alle fügen Desoxynukleotidtriphosphat zu einem Strang hinzu, der 5 'bis 3' wächst. Einige, aber nicht alle DNA-Polymerasen weisen eine Testleseaktivität auf.

Das heißt, nach Zugabe einer Reihe von Nukleotiden kann das Enzym fehlerhafte Inkorporationen erkennen, den betroffenen Bereich lokal abbauen und die richtigen Nukleotide hinzufügen.

¿ Andere Proteine ​​im Primosom?

Genau genommen würden die genannten Enzyme ausreichen, um die DNA-Synthese zu priorisieren. Es wurde jedoch gefunden, dass andere Proteine ​​an der Assemblierung und Funktion des Primosoms beteiligt sind.

Die Kontroverse ist nicht leicht zu lösen, da Primosomen aus verschiedenen Lebensbereichen unterschiedliche funktionelle Fähigkeiten aufweisen. Zusätzlich sollte dem Arsenal der RNA-Cousins ​​das von Viren codierte hinzugefügt werden.

Wir könnten daraus schließen, dass jedes Primosom in der Lage ist, mit anderen Molekülen zu interagieren, abhängig von der Funktion, die es erfüllen wird.

Andere Funktionen von Primosomen

Es wurde gefunden, dass Primosomen auch an der Polymerisation von DNA- oder RNA-Molekülen, am terminalen Transfer verschiedener Arten von Nukleotiden, an einigen DNA-Reparaturmechanismen sowie am Rekombinationsmechanismus, der als terminaler Übergang von Enden bekannt ist, beteiligt sein können. nicht homolog.

Schließlich wurde auch beobachtet, dass Primosomen oder zumindest Cousins ​​auch am Neustart der Replikation an gestoppten Gabeln beteiligt sein könnten.

Wir könnten sagen, dass die Primosomen in gewisser Weise nicht nur diesen grundlegenden Mechanismus des DNA-Metabolismus (Replikation) starten, sondern auch zu dessen Kontrolle und Homöostase beitragen.

Anwendungen

Das bakterielle Primosom ist Gegenstand aktiver Forschung als Zielstelle, die die Entwicklung stärkerer Antibiotika ermöglichen könnte. In Escherichia coli ist Primase das Translationsprodukt des dnaG-Gens.

Obwohl alle Lebewesen einen ähnlichen Mechanismus verwenden, um die DNA-Replikation zu initiieren, weist das DNA-G-Protein eigene und einzigartige Eigenschaften auf.

Aus diesem Grund werden biologisch aktive Verbindungen entwickelt, die spezifisch das Primosom des Bakteriums angreifen, ohne den Menschen zu beeinträchtigen, der Opfer einer bakteriellen Infektion ist.

Die Strategie scheint so vielversprechend zu sein, dass die Forschung auf andere Komponenten des bakteriellen Replisoms gerichtet ist. Darüber hinaus hat die Hemmung der Primosomenprimase und Helikase einiger Herpesviren hervorragende klinische Ergebnisse im Kampf gegen Varizellen-Zoster- und Herpes-simplex-Viren geliefert.

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