Figura 1. Seleziona primasi multifunzionali in tre domini della vita (eucariota, archaea e batteri). La capacità di una primasi di eseguire una particolare attività è indicata da un segno di spunta. Adattato da.
La famiglia AEP di primasi-polimerasi ha diverse caratteristiche oltre a produrre solo primer., Oltre all’innesco del DNA durante la replicazione, gli enzimi AEP possono avere funzioni aggiuntive nel processo di replicazione del DNA, come la polimerizzazione del DNA o dell’RNA, il trasferimento terminale, la sintesi di traslazione (TLS), l’unione di estremità non omologa (NHEJ) e, eventualmente, il riavvio delle forcelle di replicazione in fase di stallo. Le primasi sintetizzano tipicamente i primer da ribonucleotidi( NTPS); tuttavia, le primasi con capacità di polimerasi hanno anche un’affinità per i desossiribonucleotidi (DNTP)., Le primasi con funzionalità di transferasi terminale sono in grado di aggiungere nucleotidi all’estremità 3’ di un filamento di DNA indipendentemente da un modello. Altri enzimi coinvolti nella replicazione del DNA, come le elicasi, possono anche mostrare attività primasica.
Negli eucarioti e nell’archaeaEdit
Il PrimPol umano (ccdc111) serve sia le funzioni della primasi che della polimerasi, come molte primasi archaeal; esibisce l’attività della transferasi terminale in presenza di manganese; e svolge un ruolo significativo nella sintesi della traslesione e nel riavvio delle forcelle di replicazione in fase di stallo., PrimPol è attivamente reclutato nei siti danneggiati attraverso la sua interazione con RPA, una proteina adattatore che facilita la replicazione e la riparazione del DNA. PrimPol ha un dominio del dito dello zinco simile a quello di alcune primasi virali, che è essenziale per la sintesi di translesion e l’attività della primasi e può regolare la lunghezza dell’iniettore. A differenza della maggior parte delle primasi, PrimPol è unicamente in grado di avviare catene di DNA con DNTP.
PriS, la piccola subunità primase archaeal, ha un ruolo nella sintesi di translesion (TLS) e può bypassare le comuni lesioni del DNA., La maggior parte degli archaea manca delle polimerasi specializzate che eseguono TLS negli eucarioti e nei batteri. PriS da solo sintetizza preferenzialmente stringhe di DNA; ma in combinazione con PriL, la grande subunità, l’attività della RNA polimerasi è aumentata.
In Sulfolobus solfataricus, la primasi eterodimero PriSL può agire come primasi, polimerasi e transferasi terminale. PriSL è pensato per avviare la sintesi di primer con NTPS e quindi passare a dNTPs. L’enzima può polimerizzare catene di RNA o DNA, con prodotti di DNA che raggiungono fino a 7000 nucleotidi (7 kb)., Si suggerisce che questa doppia funzionalità possa essere una caratteristica comune di archaeal primases.
In batteriaEdit
Le primasi multifutzionali AEP compaiono anche nei batteri e nei fagi che li infettano. Possono visualizzare nuove organizzazioni di dominio con domini che portano ancora più funzioni oltre la polimerizzazione.
LIGD batterico (A0R3R7) è principalmente coinvolto nella via NHEJ. Ha un dominio polimerasi/primasi superfamiglia AEP, un dominio 3 ‘ – fosfoesterasi e un dominio ligasi. È anche in grado di primasi, DNA e RNA polimerasi e attività transferasi terminale., L’attività di polimerizzazione del DNA può produrre catene di oltre 7000 nucleotidi (7 kb) di lunghezza, mentre la polimerizzazione dell’RNA produce catene lunghe fino a 1 kb.
Nei virus e plasmidimodifica
Gli enzimi AEP sono molto diffusi e possono essere trovati codificati in elementi genetici mobili tra cui virus / fagi e plasmidi. O li usano come unica proteina di replicazione o in combinazione con altre proteine associate alla replicazione, come le elicasi e, meno frequentemente, le DNA polimerasi., Mentre la presenza di AEP nei virus eucarioti e archaeal è prevista in quanto rispecchiano i loro ospiti, i virus batterici e i plasmidi codificano anche frequentemente gli enzimi della superfamiglia AEP come fanno le primasi della famiglia DnaG. Una grande diversità delle famiglie di AEP è stata scoperta in vari plasmidi batterici dalle indagini comparative di genomica. La loro storia evolutiva è attualmente sconosciuta, in quanto questi trovati nei batteri e nei baceriofagi appaiono troppo diversi dai loro omologhi archeo-eucariotici per un recente trasferimento genico orizzontale.,
L’elicasi simile a MCM nel ceppo Bacillus cereus ATCC 14579 (BcMCM; Q81EV1) è un’elicasi SF6 fusa con una primasi AEP. L’enzima ha funzioni sia primasi che polimerasi oltre alla funzione elicasi. Il gene che codifica per esso si trova in una profezia. Porta l’omologia a ORF904 del plasmide pRN1 da Sulfolobus islandicus, che ha un dominio di AEP PrimPol. Vaccinia virus D5 e HSV Primase sono esempi di fusione AEP-elicasi pure.
PolpTN2 è una primasi Archaeal trovata nel plasmide TN2., Una fusione dei domini omologhi a PriS e PriL, esibisce sia l’attività della primasi che della DNA polimerasi come pure la funzione terminale della transferasi. A differenza della maggior parte delle primasi, PolpTN2 forma primer composti esclusivamente da DNTP. Inaspettatamente, quando il dominio simile al PriL è stato troncato, PolpTN2 potrebbe anche sintetizzare il DNA sul modello di RNA, cioè agire come una DNA polimerasi RNA-dipendente (trascrittasi inversa).
Anche le primasi DnaG possono avere funzioni extra, se dati i domini giusti. Il fago T7 gp4 è una fusione DnaG primasi-elicasi e svolge entrambe le funzioni nella replicazione.