Plik rybozymy Są to RNA (kwas rybonukleinowy) o właściwościach katalitycznych, czyli zdolnych do przyspieszania reakcji chemicznych zachodzących w organizmie. Niektóre rybozymy mogą działać samodzielnie, podczas gdy inne wymagają obecności białka, aby skutecznie katalizować..
Odkryte dotychczas rybozymy uczestniczą w reakcjach generacji cząsteczek transferowego RNA oraz w reakcjach cząsteczek RNA splatanie: transestryfikacja związana z usuwaniem intronów z cząsteczek RNA, zarówno przekaźnikowych, transferowych, jak i rybosomalnych. W zależności od pełnionej funkcji dzieli się je na pięć grup.
Odkrycie rybozymów wzbudziło zainteresowanie wielu biologów. Te katalityczne RNA zostały zaproponowane jako potencjalny kandydat na cząsteczki, które prawdopodobnie dały początek pierwszym formom życia..
Ponadto, podobnie jak wiele wirusów, wykorzystują RNA jako materiał genetyczny, a wiele z nich jest katalitycznych. Dlatego rybozymy oferują możliwości tworzenia leków atakujących te katalizatory..
Indeks artykułów
Przez wiele lat uważano, że jedynymi cząsteczkami zdolnymi do udziału w katalizie biologicznej są białka.
Białka składają się z dwudziestu aminokwasów - każdy o innych właściwościach fizycznych i chemicznych - które pozwalają im grupować się w szeroką gamę złożonych struktur, takich jak helisy alfa i arkusze beta..
W 1981 roku nastąpiło odkrycie pierwszego rybozymu, co zakończyło paradygmat, że jedynymi biologicznymi cząsteczkami zdolnymi do katalizowania są białka..
Struktury enzymów umożliwiają pobranie substratu i przekształcenie go w określony produkt. Cząsteczki RNA mają również tę zdolność do fałdowania i katalizowania reakcji..
W rzeczywistości struktura rybozymu przypomina strukturę enzymu, ze wszystkimi jego najbardziej widocznymi częściami, takimi jak miejsce aktywne, miejsce wiązania substratu i miejsce wiązania kofaktora..
RNAza P była jednym z pierwszych odkrytych rybozymów i składa się zarówno z białek, jak i RNA. Bierze udział w tworzeniu transferowych cząsteczek RNA, zaczynając od większych prekursorów..
Rybozymy to katalityczne cząsteczki RNA zdolne do przyspieszania reakcji przenoszenia grup fosforylowych o rzędy wielkości 105 do 10jedenaście.
W eksperymentach laboratoryjnych wykazano również, że biorą udział w innych reakcjach, takich jak transestryfikacja fosforanów..
Istnieje pięć klas lub typów rybozymów: trzy z nich biorą udział w reakcjach samomodyfikujących się, podczas gdy pozostałe dwie (rybonukleaza P i rybosomalny RNA) wykorzystują inny substrat w reakcji katalitycznej. Innymi słowy, cząsteczka inna niż katalityczny RNA.
Ten typ intronów został znaleziony w genach mitochondrialnych pasożytów, grzybów, bakterii, a nawet wirusów (takich jak bakteriofag T4).
Na przykład u pierwotniaków tego gatunku Tetrahymena thermofila, intron jest usuwany z prekursora rybosomalnego RNA w szeregu etapów: najpierw nukleotyd lub nukleozyd guanozyny reaguje z wiązaniem fosfodiestrowym, które łączy intron z egzonem - reakcją transestryfikacji.
Następnie wolny egzon zachowuje tę samą reakcję przy wiązaniu fosfodiestrowym egzon-intron na końcu grupy akceptorowej intronu.
Introny grupy II są znane jako „samosplicing”, ponieważ te RNA są zdolne do samosplicingu. Introny z tej kategorii znajdują się w prekursorach mitochondrialnego RNA w linii grzybów..
Grupy I i II oraz rybonukleazy P (patrz poniżej) to rybozymy charakteryzujące się dużymi cząsteczkami, które mogą mieć nawet kilkaset nukleotydów długości i tworzyć złożone struktury..
Introny grupy III nazywane są „samonacinającymi się” RNA i zostały zidentyfikowane w wirusach patogennych dla roślin..
Te RNA mają tę szczególną cechę, że są w stanie przeciąć się w reakcji dojrzewania genomowych RNA, poczynając od prekursorów z wieloma jednostkami..
W tej grupie znajduje się jeden z najpopularniejszych i przebadanych rybozymów: rybozym z łbem młotkowym. Znajduje się w zakaźnych czynnikach rybonukleinowych roślin, zwanych wiroidami.
Te czynniki wymagają procesu samorozszczepienia, aby rozmnażać się i wytwarzać wiele swoich kopii w ciągłym łańcuchu RNA..
Wiroidy muszą być oddzielone od siebie, a ta reakcja jest katalizowana przez sekwencję RNA znajdującą się po obu stronach regionu złącza. Jedną z tych sekwencji jest „główka młotka”, a jej nazwa pochodzi od podobieństwa jej struktury wtórnej do tego instrumentu..
Czwarty typ rybozymu składa się zarówno z cząsteczek RNA, jak i białek. W rybonukleazach struktura RNA jest niezbędna do przeprowadzenia procesu katalitycznego.
W środowisku komórkowym rybonukleaza P działa w taki sam sposób jak katalizatory białkowe, odcinając prekursory transferowego RNA w celu wytworzenia dojrzałego końca 5 '..
Ten kompleks jest zdolny do rozpoznawania motywów, których sekwencje nie zmieniły się w trakcie ewolucji (lub zmieniły się bardzo niewiele) prekursorów transferowego RNA. Aby związać substrat z rybozymem, nie wykorzystuje on ekstensywnie komplementarności między zasadami..
Różnią się one od poprzedniej grupy (rybozymy młotkowate) i RNA podobnym do tej, końcowym produktem cięcia: rybonukleaza wytwarza koniec 5 'fosforanu.
Badania struktury rybosomu bakterii doprowadziły do wniosku, że posiada on również właściwości rybozymu. Miejsce odpowiedzialne za katalizę znajduje się w podjednostce 50S.
Odkrycie RNA o zdolnościach katalitycznych doprowadziło do postawienia hipotez związanych z pochodzeniem życia i jego ewolucją na początkowych etapach.
Ta cząsteczka jest podstawą hipotezy „wczesnego świata RNA”. Kilku autorów popiera hipotezę, że miliardy lat temu życie musiało zacząć się od pewnej cząsteczki, która ma zdolność katalizowania własnych reakcji.
Zatem rybozymy wydają się być potencjalnymi kandydatami na te cząsteczki, które zapoczątkowały pierwsze formy życia..
Jeszcze bez komentarzy