PRIMOSOMA: المكونات والوظائف والتطبيقات - مادة الاحياء - 2026

A primosome ، في علم الوراثة، وغيرها من فروع علم الأحياء، هو مركب متعدد البروتين المسؤول عن تنفيذ الخطوات الأولى التي تؤدي إلى تكرار الحمض النووي. يعد تكرار الحمض النووي عملية معقدة تتضمن عدة مراحل ، يتم تنظيم كل منها بشكل صارم لضمان الدقة والفصل الصحيح للجزيئات المتولدة.

يسمى المركب التكاثر الذي ينفذ جميع خطوات النسخ المتماثل Repisome ، والمسؤول فقط عن بدئه ، هو primosome. فقط البروتينات التي تبقى مرتبطة بتشكيل بنية فوقية معقدة متعددة البروتينات تنتمي إلى هذه الأجسام ، أو بعض. ومع ذلك ، فإن العديد من البروتينات الملحقة الأخرى تؤدي أدوارًا إضافية في البكرات.

يجب على البريموسوم تخليق جزيء RNA صغير يخبر DNA polymerases من أين تبدأ تخليق de novo DNA. يسمى جزيء الحمض النووي الريبي الصغير هذا التمهيدي (بالنسبة للآخرين ، التمهيدي) ، لأنه يُعد (أي يبدأ) تفاعل تخليق الحمض النووي.

في اللغة الإسبانية ، تعني كلمة primar أن تسود أو تبرز أو تهيمن أو تمنح الأولوية لشيء ما أو لشخص ما. وهذا يعني إعطاء الأفضلية. في اللغة الإنجليزية ، تعني كلمة "to Prime" الاستعداد أو الاستعداد لشيء ما.

على أي حال ، يجب أن يخضع كل تفاعل بيولوجي لشيء ما ، وتكرار الحمض النووي ليس استثناءً.

مكونات

بشكل عام ، يجب أن تجند كل شوكة تكرار واحد على الأقل بريموسوم واحد. يحدث هذا في مكان معين (تسلسل) في الحمض النووي يسمى أوري ، من خلال أصل النسخ المتماثل.

إنه في هذا الموقع حيث يجب تصنيع جزيء RNA المحدد (التمهيدي) بحيث يسود تخليق الحمض النووي الجديد. بغض النظر عما إذا كان النسخ المتماثل أحادي الاتجاه (شوكة تكرار مفردة ذات اتجاه واحد) أو ثنائي الاتجاه (شوكتان متماثلتان ، باتجاه اتجاهين متعاكسين) ، يجب أن يفتح الحمض النووي و "يصبح" نطاقًا واحدًا.

يسمح ما يسمى بالنطاق الرئيسي (بمعنى 3 إلى 5) بالتوليف المستمر للحمض النووي بمعنى 5 إلى 3 ، بدءًا من DNA واحد: موقع هجين RNA.

يعمل الشريط المتخلف ، في الاتجاه المعاكس ، كقالب للتخليق المتقطع للحمض النووي الجديد في كسور تسمى شظايا أوكازاكي.

لإحداث كل جزء من أجزاء Okazaki ، يجب إعطاء الأولوية لرد فعل البدء في كل مرة باستخدام نفس البريموسومات (ربما يُعاد استخدامها) لتشكيل نفس النوع من الهجينة.

الممتازة

RNA primase هو بوليميريز الحمض النووي الريبي المعتمد على الحمض النووي ؛ إنزيم يستخدم الحمض النووي كقالب لتجميع الحمض النووي الريبي المكمل لتسلسله.

يرتبط RNA primase ، بالاقتران مع الهليكاز ، بالحمض النووي النموذجي ويصنع أساسًا أو أساس 9-11 nt في الطول. بدءًا من الطرف الثالث من هذا الحمض النووي الريبي ، وبواسطة عمل بوليميريز الحمض النووي ، يبدأ جزيء DNA جديد في الاستطالة.

هيليكاسا

عنصر أساسي آخر في البريموسوم هو الهلياز: إنزيم قادر على فك الحمض النووي مزدوج النطاق ويؤدي إلى ظهور الحمض النووي أحادي النطاق في المنطقة التي يعمل فيها.

إنه في ركيزة الحمض النووي ذات النطاق الفردي هذا ، يعمل RNA primase لإحداث التمهيدي الذي يمتد منه تخليق DNA بواسطة بوليميراز DNA الذي يعد جزءًا من repisome.

بوليميريز الحمض النووي

على الرغم من أننا بالنسبة للبعض ، من خلال تضمين بوليميريز الحمض النووي ، فإننا نتحدث بالفعل عن إعادة التركيب ، والحقيقة هي أنه إذا لم يتم بدء تركيب الحمض النووي ، فإن التفاعل لم يسود. وهذا لا يتحقق إلا عن طريق البريموسوم.

على أي حال ، فإن بوليميرات الحمض النووي هي إنزيمات قادرة على تخليق DNA de novo من قالب يوجهها. هناك أنواع عديدة من بوليمرات الدنا ، ولكل منها متطلباتها وخصائصها.

يضيفون جميعًا ديوكسينوكليوتيد ثلاثي الفوسفات إلى حبلا ينمو من 5 إلى 3. بعض ، وليس كل ، بوليمرات الحمض النووي لديها نشاط قراءة اختباري.

أي ، بعد إضافة سلسلة من النيوكليوتيدات ، يكون الإنزيم قادرًا على اكتشاف التضمينات الخاطئة ، ويؤدي محليًا إلى تدهور المنطقة المصابة وإضافة النيوكليوتيدات الصحيحة.

¿ البروتينات الأخرى في primosome؟

بالمعنى الدقيق للكلمة ، تكفي الإنزيمات المذكورة لإعطاء الأولوية لتخليق الحمض النووي. ومع ذلك ، تم العثور على بروتينات أخرى للمشاركة في تجميع ووظيفة البريموسوم.

ليس من السهل حل الجدل لأن البدائيات من مختلف مجالات الحياة لها قدرات وظيفية مميزة. بالإضافة إلى ذلك ، يجب إضافة ترسانة أبناء عمومة الحمض النووي الريبي تلك المشفرة بالفيروسات.

يمكننا أن نستنتج أن كل بريموسوم لديه القدرة على التفاعل مع الجزيئات الأخرى اعتمادًا على الوظيفة التي ستؤديها.

وظائف أخرى من بريموسومات

لقد وجد أن البريموسومات يمكن أن تشارك أيضًا في بلمرة جزيئات الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي ، وفي النقل النهائي لأنواع مختلفة من النيوكليوتيدات ، وفي بعض آليات إصلاح الحمض النووي ، وكذلك في آلية إعادة التركيب المعروفة باسم الوصلة النهائية للأطراف. غير متماثل.

أخيرًا ، لوحظ أيضًا أن البكرات ، أو على الأقل أبناء العمومة ، يمكن أن تشارك أيضًا في إعادة تشغيل النسخ المتماثل عند الشوكات المتوقفة.

يمكننا أن نقول أنه بطريقة ما لا تبدأ البكرات هذه الآلية الأساسية لاستقلاب الحمض النووي (النسخ المتماثل) فحسب ، بل تساهم أيضًا في السيطرة عليها وتوازنها.

التطبيقات

البريموسوم البكتيري هو موضوع بحث نشط كموقع مستهدف يمكن أن يسمح بتطوير مضادات حيوية أكثر قوة. في Escherichia coli ، يعتبر primase نتاجًا انتقاليًا لجين dnaG.

على الرغم من أن جميع الكائنات الحية تستخدم آلية مماثلة لبدء تكرار الحمض النووي ، فإن بروتين DNA-G له خصائص خاصة به وفريدة من نوعها.

لهذا السبب ، يتم تصميم مركبات نشطة بيولوجيًا من شأنها أن تهاجم على وجه التحديد بريموسوم البكتيريا ، دون التأثير على الإنسان ضحية العدوى البكتيرية.

يبدو أن الاستراتيجية واعدة للغاية لدرجة أن البحث يتم توجيهه إلى مكونات أخرى من إعادة تكوين البكتيريا. علاوة على ذلك ، فإن تثبيط إنزيم Primosome primase و Helpes simplex لبعض فيروسات الحلأ قد وفر نتائج إكلينيكية ممتازة في مكافحة فيروسات varicella zoster و herpes simplex simplex.

المراجع

1. ألبرتس ، ب. ، جونسون ، أ.د. ، لويس ، ج. ، مورغان ، د. ، راف ، إم ، روبرتس ، ك. ، والتر ، ب. (2014) البيولوجيا الجزيئية للخلية (الإصدار ^السادس). دبليو دبليو نورتون وشركاه ، نيويورك ، نيويورك ، الولايات المتحدة الأمريكية.
2. Baranovskiy، AG، Babayeva، ND، Zhang، Y.، Gu، J.، Suwa، Y.، Pavlov، YI، Tahirov، T.H. (2016) آلية التوليف المتضافر RNA-DNA التمهيدي بواسطة بريموسوم الإنسان. مجلة الكيمياء البيولوجية ، 291: 10006-10020.
3. Kaguni ، JM (2018) الآلات الجزيئية التي تكرر كروموسوم الإشريكية القولونية كأهداف لاكتشاف الأدوية. Antibiotcis (بازل) ، 7. دوى: 10.3390 / مضاد حيوي 7010023.
4. لوديش ، هـ ، بيرك ، أ ، كايزر ، كاليفورنيا ، كريجر ، إم ، بريتشر ، إيه ، بلويج ، إتش ، آمون ، إيه ، مارتن ، كيه سي (2016). بيولوجيا الخلية الجزيئية (الطبعة ^{الثامنة}). دبليو إتش فريمان ، نيويورك ، نيويورك ، الولايات المتحدة الأمريكية.
5. شيراكي ، ك. (2017) مثبط Helicase-primase أميناميفير لعدوى فيروس الهربس: نحو تطبيق عملي لعلاج الهربس النطاقي. أدوية اليوم (برشلونة) 53: 573-584.