Ribozimek jellemzői és típusai



az ribozimok ezek katalitikus kapacitású RNS (ribonukleinsav), vagyis képesek a szervezetben előforduló kémiai reakciók felgyorsítására. Egyes ribozimok egyedül hathatnak, míg másoknak szükségük van egy fehérje jelenlétére a katalízis hatékony végrehajtásához.

Az eddig felfedezett ribozimok részt vesznek a transzfer RNS molekulák generációs reakcióiban és a reakciókban splicing: transzészterezés az RNS-molekulák intronjainak eltávolításában, akár messenger, transzfer vagy riboszóma. Funkciójuktól függően öt csoportba sorolhatók.

A ribozimek felfedezése sok biológus érdeklődését váltotta ki. Ezeket a katalitikus RNS-eket potenciális jelöltként javasolják azoknak a molekuláknak, amelyek esetleg az élet első formáit eredményezték..

Továbbá, mivel számos vírus genetikai anyagként RNS-t használ, és sokuk katalitikus. Ezért a ribozimok lehetőséget nyújtanak olyan gyógyszerek létrehozására, amelyek ezekre a katalizátorokra támadnak.

index

  • 1 Történelmi szempont
  • 2 A katalízis jellemzői
  • 3 A ribozimek típusai
    • 3.1 Az I. csoport intronjai
    • 3.2 A II. Csoport intronjai
    • 3.3 A III. Csoport intronjai
    • 3.4. P ribonukleáz
    • 3.5 Bakteriális riboszóma
  • 4 A ribozimok evolúciós következményei
  • 5 Referenciák

Történelmi szempont

Sok éven át úgy vélték, hogy az egyetlen olyan molekula, amely képes részt venni a biológiai katalízisben, fehérjék.

A fehérjék húsz aminosavból állnak, amelyek mindegyike különböző fizikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy sokféle összetett szerkezetben csoportosítsanak, mint például az alfa hélixek és a béta lapok..

1981-ben az első ribozim felfedezése következett be, amely véget vetett annak a paradigmának, hogy az egyetlen biológiai molekula, amely képes katalizálni, fehérjék..

Az enzimek szerkezete lehetővé teszi egy szubsztrát bevitelét és egy bizonyos termékké alakítását. Az RNS-molekulák is képesek a reakciók hajtogatására és katalizálására.

Valójában a ribozim szerkezete egy enziméhoz hasonlít, minden legjelentősebb részével, mint például az aktív hely, a szubsztrátkötő hely és a kofaktor kötőhely..

Az RNSse P az egyik első ribozim, melyet felderítünk, és fehérjékből és RNS-ből áll. Részt vesz a transzfer RNS molekulák generálásában a nagyobb prekurzoroktól kezdve.

A katalízis jellemzői

A ribozimok katalitikus RNS molekulák, amelyek képesek a foszforilcsoport átviteli reakcióinak gyorsítására 10 nagyságrenddel.5 10-ig11.

Laboratóriumi kísérletekben azt is kimutatták, hogy részt vesznek más reakciókban, például a foszfát átészterezésében.

A ribozimek típusai

A ribozimok öt osztálya vagy típusa van: ezek közül három részt vesz az önmódosító reakciókban, míg a fennmaradó kettő (ribonáz P és riboszómális RNS) egy másik szubsztrátot használ a katalitikus reakcióban. Más szóval, a katalitikus RNS-től eltérő molekula.

Az I. csoport intronjai

Ezt a fajta intront a paraziták, gombák, baktériumok és még a vírusok mitokondriális génjeiben is találták (például T4 bakteriofág)..

Például a faj protozoánjában Tetrahymena thermofila, egy intront eltávolítunk a riboszómális RNS prekurzorból egy sor lépésben: először egy nukleozid vagy guanozin nukleozid reagál a foszfodiészter kötéssel, amely az intront az exon-transzészterezési reakcióhoz kapcsolja.

Ezután a szabad exon ugyanazt a reakciót hajtja végre az exon-intron foszfodiészter kötésben az intron akceptorcsoport végén..

A II. Csoport intronjai

A II. Csoport intronjai "autoempalme" néven ismertek, mivel ezek az RNS-ek képesek önkötésre. Az ebbe a kategóriába tartozó intronok megtalálhatók a mitokondriális RNS prekurzoraiban a gombák vonalában..

Az I. és II. Csoportok és a P (lásd lentebb) ribozimek, amelyek nagy molekulákkal jellemezhetők, akár több száz nukleotid hosszúságúak, és összetett szerkezeteket alkotnak.

A III. Csoportba tartozó intronok

A III. Csoport intronjait "autokortábilis" RNS-nek nevezik, és a növények patogén vírusaiban azonosították.

Ezeknek az RNS-eknek az a sajátossága, hogy képesek a genomiális RNS-ek érési reakciójában levágni magukat, kezdve a sok egységgel rendelkező prekurzoroktól.

Ebben a csoportban az egyik legnépszerűbb és tanulmányozott ribozim: a ribozim hammerhead. Ez megtalálható a növények fertőző ribonukleáris ágensében, amit viroidoknak neveznek.

Ezeknek az ágenseknek a folyamatos RNS-láncban többszöri példányt kell szaporítaniuk és önmagukban hasítani.

A viroidokat egymástól el kell különíteni, és ezt a reakciót a kötő régió mindkét oldalán található RNS-szekvencia katalizálja. Ezen szekvenciák egyike a "kalapácsfej", és a másodlagos szerkezete hasonlóságát nevezi meg az eszközhöz.

Ribonukleáz P

A negyedik típusú ribozimeket az RNS molekulák és fehérjék alkotják. A ribonukleázok esetében az RNS-struktúra létfontosságú a katalitikus eljárás végrehajtásához.

A sejtkörnyezetben a P-ribonukleáz ugyanúgy hat, mint a fehérje-katalizátorok, a transzfer RNS-prekurzorok vágásával érett 5'-vég létrehozásához..

Ez a komplex képes olyan motívumok felismerésére, amelyek szekvenciái az átalakulás során (vagy nagyon kevés) megváltoztak az átviteli RNS prekurzorok. A szubsztrát ribozimhoz való kötődéséhez nem alkalmazza alaposan a bázisok közötti komplementaritást.

Ezek eltérnek az előző csoporttól (kalapácsfej-ribozimok) és az RNS-hez hasonlóan, a vágás végterméke: a ribonukleáz 5'-végfoszfátot termel.

Bakteriális riboszóma

A baktériumok riboszóma szerkezetének tanulmányozása arra enged következtetni, hogy ez egy ribozim tulajdonságokkal is rendelkezik. A katalízisért felelős hely az 50S alegységben található.

A ribozimok evolúciós következményei

A katalitikus kapacitással rendelkező RNS-ek felfedezése az élet eredetével és a kezdeti szakaszok fejlődésével kapcsolatos hipotézisek kialakulását eredményezte..

Ez a molekula a "primitív RNS-világ" hipotézisének alapja. Számos szerző támogatja azt a hipotézist, hogy évezredekkel ezelőtt az életnek olyan molekulával kellett kezdődnie, amely képes saját reakcióit katalizálni..

Tehát úgy tűnik, hogy a ribozimok potenciális jelöltnek számítanak ezeknek a molekuláknak, amelyek az élet első formái.

referenciák

  1. Devlin, T. M. (2004). Biokémia: klinikai alkalmazású tankönyv. Megfordultam.
  2. Müller, S., Appel, B., Balke, D., Hieronymus, R., és Nübel, C. (2016). Harmincöt éves kutatás a ribozimekről és a nukleinsav katalízisről: hol állunk ma? F1000Research, 5, F1000 Kar Rev-1511.
  3. Strobel, S. A. (2002). Ribozim / katalitikus RNS. A molekuláris biológia enciklopédiája.
  4. Voet, D., Voet, J. G. és Pratt, C. W. (2014). A biokémia alapjai. Ed. Panamericana Medical.
  5. Walter, N. G. és Engelke, D. R. (2002). Ribozimek: katalitikus RNS-ek, amelyek a dolgokat vágják, dolgokat készítenek, és páratlan és hasznos munkákat végeznek. Biológus (London, Anglia), 49(5), 199.
  6. Watson, J. D. (2006). A gén molekuláris biológiája. Ed. Panamericana Medical.