Primer (biología molecular)
Un cebador es un ácido nucleico monocatenario corto utilizado por todos los organismos vivos en el inicio de la síntesis de ADN . Las enzimas ADN polimerasa (responsables de la replicación del ADN) solo son capaces de agregar nucleótidos al extremo 3 ' de un ácido nucleico existente, lo que requiere que un cebador se una al molde antes de que la ADN polimerasa pueda comenzar una hebra complementaria. [1] Los organismos vivos utilizan únicamente cebadores de ARN, mientras que las técnicas de laboratorio en bioquímica y biología molecular que requieren síntesis de ADN in vitro (como secuenciación de ADN yreacción en cadena de la polimerasa ) suelen utilizar cebadores de ADN, ya que son más estables a la temperatura.
Cebadores de ARN son utilizados por organismos vivos en la iniciación de la síntesis de una hebra de ADN . Una clase de enzimas llamadas primasas añaden un cebador de ARN complementario a la plantilla de lectura de novo en las hebras principales y rezagadas . A partir del 3'-OH libre del cebador, conocido como el término del cebador, una ADN polimerasa puede extender una hebra recién sintetizada. La cadena principal en la replicación del ADN se sintetiza en una pieza continua que se mueve con la horquilla de replicación , lo que requiere solo un cebador de ARN inicial para comenzar la síntesis. En la hebra rezagada, la plantilla de ADN se ejecuta en elDirección 5 ′ → 3 ′ . Dado que la ADN polimerasa no puede agregar bases en la dirección 3 ′ → 5 ′ complementaria a la hebra molde, el ADN se sintetiza 'hacia atrás' en fragmentos cortos que se alejan de la horquilla de replicación, conocidos como fragmentos de Okazaki . A diferencia de la cadena principal, este método da como resultado el inicio y la detención repetidos de la síntesis de ADN, lo que requiere múltiples cebadores de ARN. A lo largo de la plantilla de ADN, la primasa intercala cebadores de ARN que la ADN polimerasa utiliza para sintetizar ADN en la dirección 5 ′ → 3 ′. [1]
Otro ejemplo de cebadores que se utilizan para permitir la síntesis de ADN es la transcripción inversa . La transcriptasa inversa es una enzima que utiliza una hebra molde de ARN para sintetizar una hebra complementaria de ADN. El componente de ADN polimerasa de la transcriptasa inversa requiere un extremo 3 'existente para comenzar la síntesis. [1]
Después de la inserción de los fragmentos de Okazaki , los cebadores de ARN se eliminan (el mecanismo de eliminación difiere entre procariotas y eucariotas ) y se reemplazan con nuevos desoxirribonucleótidos que llenan los espacios donde estaba presente el ARN. Luego, la ADN ligasa une las hebras fragmentadas, completando la síntesis de la hebra rezagada. [1]
En procariotas, la ADN polimerasa I sintetiza el fragmento de Okazaki hasta que alcanza el cebador de ARN anterior. Luego, la enzima actúa simultáneamente como una exonucleasa 5 ′ → 3 ′ , eliminando los ribonucleótidos cebadores al frente y agregando desoxirribonucleótidos detrás hasta que la región haya sido reemplazada por ADN, dejando un pequeño espacio en la cadena principal del ADN entre los fragmentos de Okazaki que se sella con ADN ligasa .
En la eliminación del cebador eucariota, la ADN polimerasa δ extiende el fragmento de Okazaki en la dirección 5 ′ → 3 ′ , y al encontrar el cebador de ARN del fragmento de Okazaki anterior, desplaza el extremo 5 ′ del cebador en un colgajo de ARN monocatenario, que se elimina mediante escisión por nucleasa. La escisión de los colgajos de ARN implica la escisión de la endonucleasa 1 específica de la estructura del colgajo (FEN1) de los colgajos cortos o el recubrimiento de los colgajos largos por la proteína de replicación A (RPA) de la proteína de unión al ADN monocatenario y la escisión secuencial por la nucleasa Dna2 y FEN1. [2]
