Ribonukleinsyra (RNA) primers spelar en viktig roll i deoxiribonukleinsyra (DNA) replikering, kopieringen av DNA-molekyler som förekommer i alla levande organismer. Replikation gör att en organism kan överföra genetisk information, som finns i en kopia av dess DNA, till sin avkomma. RNA-primrar hjälper till att initiera replikation på molekylär nivå. De verkar i samband med flera enzymer, eller proteiner, som katalyserar reaktioner som är involverade i denna process.
RNA, liksom DNA, är en molekyl som består av subenheter som kallas nukleotider. Varje nukleotid i en RNA- eller DNA-kedja innehåller en kemisk förening som kallas en nukleobas. DNA-nukleobaser är adenin, tymin, guanin och cytosin. I RNA används föreningen uracil i stället för tymin, men de andra nukleobaserna är desamma som i DNA.
Varje nukleobas i en RNA- eller DNA-sträng binder sig kemiskt till en komplementär nukleobas på en annan DNA- eller RNA-sträng för att bilda ett baspar, vilket skapar en dubbelhelix. Adenin parar sig med tymin eller uracil, medan guanin parar sig med cytosin. Mönstret av upprepade enheter skapar en sekvens i vilken genetisk information kan lagras.
Under replikationen delar enzymet helikas upp bindningarna mellan nukleotider och separerar DNA-molekylen i dess två beståndsdelar. Ett annat enzym, DNA-polymeras, fäster komplementära nukleotider till varje enskild sträng. Denna process skapar en dubblett av den ursprungliga DNA-molekylen genom att använda var och en av de två komplementära strängarna som en mall.
DNA-polymeras kan lägga till nukleotider till en utvecklande sträng, men det kan inte skapa en ny sträng från grunden. Det är här RNA-primrar kommer in. RNA-primrar är korta strängar på cirka 10 eller 11 nukleotider vardera och bildas av enzymet primas. Primas binder till helikas för att bilda en struktur som kallas en primosom. Primosomen fäster komplementära nukleotider till den enkelsträngade DNA-molekylen, vilket skapar en RNA-primer, och verkan av RNA-primers längs kedjan sätter igång DNA-polymeras.
Arrangemanget av atomer inom nukleotidmolekyler gör att DNA- och RNA-strängar har en riktning – varje sträng har en specifik orientering. Strängändar är namngivna baserat på arean av nukleotidmolekylen de slutar med. Den fem-primära (5′) änden av en sträng slutar med den femte kolatomen i molekylens kolringstruktur. Komplementära strängar är orienterade mittemot varandra, så den andra strängen skulle ha en tre-prime (3′) ände på den plats, som slutar i sin tredje kolatom. För att visualisera detta, om en sträng av en dubbel helix löper från 5′ till 3′ vänster till höger, måste den motsatta strängen löpa från 3′ till 5′ vänster till höger.
DNA-polymeras kan bara lägga till nukleotider till 3′-änden och arbeta mot 5′-änden. Endast en RNA-primer behövs för att starta denna process från den ledande strängen, som slutar i 3′. Replikering av den motsatta lagging-strängen är mer komplicerad. DNA-polymeras lägger till nukleotider bakåt längs denna sträng intermittent och arbetar i korta sekvenser när strängarna delas. Varje sekvens kräver en RNA-primer i början, så flera RNA-primrar behövs för att replikera den eftersläpande strängen.