PRIMOSOMA: KOMPONEN, FUNGSI DAN APLIKASI - BIOLOGI - 2025

Sebuah primosom , dalam genetika, dan cabang lain dari biologi, adalah multiprotein kompleks yang bertugas melaksanakan langkah-langkah pertama yang menyebabkan replikasi DNA. Replikasi DNA adalah proses kompleks yang melibatkan beberapa tahap, masing-masing diatur secara ketat untuk memastikan kesetiaan dan pemisahan yang benar dari molekul yang dihasilkan.

Kompleks replikasi yang menjalankan semua langkah replikasi disebut replisom, dan yang hanya bertanggung jawab untuk inisiasinya, primosom. Hanya protein yang tetap berasosiasi membentuk superstruktur multiprotein kompleks yang termasuk dalam badan-badan ini, atau beberapa. Namun, banyak protein aksesori lainnya memiliki peran tambahan dalam primosom.

Primosom harus mensintesis molekul RNA kecil yang memberi tahu polimerase DNA di mana harus memulai sintesis DNA de novo. Molekul RNA kecil ini disebut primer (untuk yang lain, primer), karena ia menjadi primadona (yaitu, memulai) reaksi sintesis DNA.

Dalam bahasa Spanyol, menang berarti menang, menonjol, mendominasi atau memberikan keunggulan pada sesuatu atau seseorang. Artinya, berikan preferensi. Dalam bahasa Inggris, 'to prime' berarti mempersiapkan atau bersiap untuk sesuatu.

Bagaimanapun, setiap reaksi biologis harus diatur oleh sesuatu, dan replikasi DNA tidak terkecuali.

Komponen

Secara umum, setiap garpu replikasi harus merekrut setidaknya satu primosome. Ini terjadi di tempat tertentu (urutan) dalam DNA yang disebut ori, dengan asal replikasi.

Di lokasi inilah molekul RNA spesifik (primer) harus disintesis sehingga sintesis DNA baru akan terjadi. Terlepas dari apakah replikasi itu searah (garpu replikasi tunggal dengan satu arah) atau dua arah (dua garpu replikasi, menuju dua arah berlawanan), DNA harus terbuka dan "menjadi" pita tunggal.

Yang disebut pita pemimpin (indra 3 'hingga 5') memungkinkan sintesis DNA secara terus-menerus dalam pengertian 5 'hingga 3', dimulai dari satu DNA: situs hibrid RNA.

Pita terbelakang, di arah yang berlawanan, berfungsi sebagai template untuk sintesis DNA baru yang terputus-putus menjadi fraksi yang disebut fragmen Okazaki.

Untuk memunculkan setiap fragmen Okazaki, reaksi inisiasi harus diprioritaskan setiap kali dengan primosom yang sama (mungkin digunakan kembali) untuk membentuk jenis hibrida yang sama.

Premium

RNA primase adalah RNA polimerase yang bergantung pada DNA; enzim yang menggunakan DNA sebagai cetakan untuk mensintesis RNA yang melengkapi urutannya.

RNA primase, dalam hubungannya dengan helikase, mengikat DNA cetakan dan mensintesis primer atau primer dengan panjang 9-11 nt. Mulai dari ujung 3 'RNA ini, dan dengan aksi DNA polimerase, molekul DNA baru mulai memanjang.

Helicasa

Komponen fundamental lain dari primosom adalah helikase: enzim yang mampu melepaskan DNA pita ganda dan menghasilkan DNA pita tunggal di area tempat ia bekerja.

Dalam substrat DNA pita tunggal inilah RNA primase bertindak untuk memunculkan primer dari mana sintesis DNA meluas oleh DNA polimerase yang merupakan bagian dari replisom.

DNA polimerase

Meskipun untuk beberapa, dengan memasukkan DNA polimerase, kita sudah berbicara tentang replisom, kenyataannya adalah jika sintesis DNA tidak dimulai, reaksinya tidak berlaku. Dan ini hanya dicapai oleh primosome.

Bagaimanapun, DNA polimerase adalah enzim yang mampu mensintesis DNA de novo dari templat yang memandunya. Ada banyak jenis DNA polimerase, masing-masing dengan persyaratan dan karakteristiknya sendiri.

Mereka semua menambahkan deoxynucleotide triphosphate ke untai yang tumbuh 5 'sampai 3'. Beberapa, tetapi tidak semua, DNA polimerase memiliki aktivitas membaca tes.

Artinya, setelah menambahkan serangkaian nukleotida, enzim tersebut mampu mendeteksi penggabungan yang salah, mendegradasi area yang terkena secara lokal dan menambahkan nukleotida yang benar.

¿ Protein lain di primosome?

Sebenarnya, enzim yang disebutkan akan cukup untuk memprioritaskan sintesis DNA. Namun, protein lain telah ditemukan untuk berpartisipasi dalam perakitan dan fungsi primosom.

Kontroversi ini tidak mudah diselesaikan karena primosom dari domain kehidupan yang berbeda memiliki kemampuan fungsional yang berbeda. Selain itu, gudang sepupu RNA harus ditambahkan yang dikodekan oleh virus.

Kita dapat menyimpulkan bahwa setiap primosom memiliki kemampuan untuk berinteraksi dengan molekul lain tergantung pada fungsi yang akan dijalankannya.

Fungsi primosom lainnya

Telah ditemukan bahwa primosom juga dapat berpartisipasi dalam polimerisasi molekul DNA atau RNA, dalam transfer terminal berbagai jenis nukleotida, dalam beberapa mekanisme perbaikan DNA, serta dalam mekanisme rekombinasi yang dikenal sebagai persimpangan terminal ujung. tidak homolog.

Akhirnya, juga telah diamati bahwa primosom, atau setidaknya sepupu, juga dapat terlibat dalam restart replikasi pada garpu yang dihentikan.

Kita dapat mengatakan bahwa dalam beberapa cara primosom tidak hanya memulai mekanisme dasar metabolisme DNA (replikasi), tetapi juga berkontribusi pada kontrol dan homeostasisnya.

Aplikasi

Primosom bakteri adalah subjek penelitian aktif sebagai situs target yang memungkinkan pengembangan antibiotik yang lebih kuat. Di Escherichia coli, primase adalah produk translasi dari gen dnaG.

Meskipun semua makhluk hidup menggunakan mekanisme yang sama untuk memulai replikasi DNA, protein DNA-G memiliki ciri khasnya sendiri dan unik.

Untuk alasan ini, senyawa aktif biologis sedang dirancang yang secara khusus akan menyerang primosom bakteri, tanpa mempengaruhi manusia yang menjadi korban infeksi bakteri.

Strategi tersebut tampaknya sangat menjanjikan sehingga penelitian diarahkan pada komponen lain dari replisom bakteri. Selain itu, penghambatan primase primase dan helikase dari beberapa virus herpes telah memberikan hasil klinis yang sangat baik dalam memerangi virus varicella zoster dan herpes simpleks.

Referensi

1. Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Biologi Molekuler dari Cell (6 ^th Edition). WW Norton & Company, New York, NY, AS.
2. Baranovskiy, AG, Babayeva, ND, Zhang, Y., Gu, J., Suwa, Y., Pavlov, YI, Tahirov, T .H. (2016) Mekanisme sintesis primer RNA-DNA bersama oleh primosom manusia. Jurnal Kimia Biologi, 291: 10006-10020.
3. Kaguni, JM (2018) Mesin makromolekul yang menduplikasi kromosom Escherichia coli sebagai target penemuan obat. Antibiotcis (Basel), 7. doi: 10.3390 / antibiotic7010023.
4. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, CA, Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A., Martin, KC (2016). Biologi sel molekuler ( edisi ^ke- 8 ). WH Freeman, New York, NY, AS.
5. Shiraki, K. (2017) Helicase-primase inhibitor amenamevir untuk infeksi virus herpes: Menuju aplikasi praktis untuk mengobati herpes zoster. Drugs of Today (Barcelona), 53: 573-584.