Kas ir RNS primeri?

Ribonukleīnskābes (RNS) primeriem ir būtiska loma dezoksiribonukleīnskābes (DNS) replikācijā, DNS molekulu kopēšanā, kas notiek visos dzīvajos organismos. Replikācija ļauj organismam nodot ģenētisko informāciju, kas ietverta tā DNS kopijā, saviem pēcnācējiem. RNS praimeri palīdz uzsākt replikāciju molekulārā līmenī. Tie darbojas kopā ar vairākiem fermentiem vai olbaltumvielām, kas katalizē šajā procesā iesaistītās reakcijas.

RNS, tāpat kā DNS, ir molekula, kas sastāv no apakšvienībām, ko sauc par nukleotīdiem. Katrs nukleotīds RNS vai DNS ķēdē satur ķīmisku savienojumu, kas pazīstams kā nukleobāze. DNS nukleobāzes ir adenīns, timīns, guanīns un citozīns. RNS timīna vietā izmanto savienojumu uracilu, bet pārējās nukleobāzes ir tādas pašas kā DNS.

Katra nukleobāze RNS vai DNS virknē ķīmiski saistās ar komplementāru nukleobāzi citā DNS vai RNS virknē, veidojot bāzes pāri, veidojot dubulto spirāli. Adenīns savienojas ar timīnu vai uracilu, savukārt guanīns savienojas ar citozīnu. Atkārtotu vienību modelis rada secību, kurā var uzglabāt ģenētisko informāciju.

Replikācijas laikā enzīma helikāze sadala saites starp nukleotīdiem un atdala DNS molekulu divās tās sastāvdaļās. Cits enzīms, DNS polimerāze, pievieno komplementārus nukleotīdus katrai atsevišķai virknei. Šis process rada sākotnējās DNS molekulas dublikātu, izmantojot katru no divām komplementārajām virknēm kā veidni.

DNS polimerāze var pievienot nukleotīdus jaunattīstības virknei, bet tā nevar izveidot jaunu virkni no nulles. Šeit parādās RNS praimeri. RNS praimeri ir īsas virknes, kurās katrā ir aptuveni 10 vai 11 nukleotīdi, un tos veido enzīms primāze. Primāze saistās ar helikāzi, veidojot struktūru, kas pazīstama kā primosoma. Primosoma pievieno komplementārus nukleotīdus vienpavediena DNS molekulai, izveidojot RNS primeru, un RNS primeru darbība gar ķēdi iedarbina DNS polimerāzi.

Atomu izvietojums nukleotīdu molekulās izraisa DNS un RNS virkņu virzienu — katrai virknei ir noteikta orientācija. Virknes galus nosauc, pamatojoties uz nukleotīda molekulas laukumu, ar kuru tie beidzas. Virknes piecu galveno (5′) gals beidzas ar piekto oglekļa atomu molekulas oglekļa gredzena struktūrā. Papildu virknes ir orientētas viena pret otru, tāpēc otrai virknei šajā vietā būtu trīs primārais (3′) gals, kas beidzas trešajā oglekļa atomā. Lai to vizualizētu, ja viena dubultās spirāles daļa virzās no 5′ līdz 3′ pa kreisi uz labo pusi, pretējā virziena ir jāvirzās no 3′ līdz 5′ no kreisās uz labo pusi.

DNS polimerāze var pievienot nukleotīdus tikai 3′ galam, strādājot 5′ gala virzienā. Ir nepieciešams tikai viens RNS primer, lai sāktu šo procesu no vadošās virknes, kas beidzas ar 3′. Pretējā atpalikušā virziena replikācija ir sarežģītāka. DNS polimerāze ar pārtraukumiem pievieno nukleotīdus atpakaļ pa šo virkni, strādājot īsās sekvencēs, kad pavedieni tiek sadalīti. Katrai secībai tās sākumā ir nepieciešams RNS praimeris, tāpēc ir nepieciešami vairāki RNS primeri, lai replikētu atpalikušo virkni.