Карактеристике и врсте рибозима



Тхе рибозими они су РНК (рибонуклеинска киселина) са каталитичким капацитетом, односно способни да убрзају хемијске реакције које се јављају у организму. Неки рибозими могу деловати сами, док другима треба присуство протеина да би ефикасно извршили катализу.

Рибозими који су до сада откривени су укључени у реакције генерисања молекула трансферних РНК и реакција спајање: трансестерификација која је укључена у уклањање интрона из РНК молекула, било курирског, трансферног или рибозомалног. У зависности од њихове функције, класификују се у пет група.

Откриће рибозима побудило је интерес многих биолога. Ове каталитичке РНК су предложене као потенцијални кандидати за молекуле који су, евентуално, довели до првих облика живота..

Поред тога, пошто многи вируси користе РНК као генетски материјал и многи од њих су каталитички. Због тога, рибозими нуде могућности за стварање лекова који теже да нападну ове катализаторе.

Индек

  • 1 Историјска перспектива
  • 2 Карактеристике катализе
  • 3 Врсте рибозима
    • 3.1 Интрона групе И
    • 3.2 Интрона групе ИИ
    • 3.3 Интрона групе ИИИ
    • 3.4 Рибонуклеаза П
    • 3.5 Бактеријски рибосом
  • 4 Еволуцијске импликације рибозима
  • 5 Референце

Хисторицал перспецтиве

Много година се сматрало да су једини молекули који могу учествовати у биолошкој катализи протеини.

Протеини се састоје од двадесет аминокиселина - свака са различитим физичким и хемијским својствима - које им омогућавају да се групишу у широк спектар сложених структура, као што су алфа хеликси и бета листови..

Године 1981. дошло је до открића првог рибозима, чиме је окончана парадигма да су једини биолошки молекули способни за провођење катализе протеини..

Структуре ензима омогућавају да се узме супстрат и трансформишу у одређени производ. РНК молекули такодје имају ову способност да савијају и катализују реакције.

У ствари, структура рибозима подсећа на ензим, са свим његовим најистакнутијим деловима, као што је активно место, место везивања супстрата и место за везивање кофактора..

РНАсе П је био један од првих рибозима који се откривају и састоји се од протеина и РНК. Учествује у генерисању трансфер молекула РНК почевши од већих прекурсора.

Карактеристике катализе

Рибозими су каталитички молекули РНК који су способни да убрзају реакције трансфера фосфорилне групе на ред величине од 10.5 до 1011.

Показало се да у лабораторијским експериментима учествују иу другим реакцијама, као што је трансестерификација фосфата.

Врсте рибозима

Постоји пет класа или врста рибозима: три од њих учествују у самомодификујућим реакцијама, док преостале две (рибоназа П и рибосомска РНК) користе различите супстрате у каталитичкој реакцији. Другим речима, молекул који није каталитичка РНК.

Интрони И групе

Овај тип интрона је пронађен у митохондријским генима паразита, гљивица, бактерија и чак вируса (као што је бактериофаг Т4).

На пример, у протозоама ове врсте Тетрахимена тхермофила, интрон се уклања из прекурсора рибосомалне РНК у низу корака: прво, нуклеозид или нуклеозид гванозина реагује са фосфодиестарском везом која повезује интрон са реакцијом ексон-трансестерификације.

Затим, слободни егзон изводи исту реакцију у егзон-интрон фосфодиестерској вези на крају групе акцептора интрона..

Интрони из групе ИИ

Интрони из групе ИИ су познати као "аутоемпалме", пошто су ове РНК способне за само-везивање. Интрони те категорије налазе се у прекурсорима митохондријске РНК у лози гљива.

Групе И и ИИ и рибонуклеазе П (види доле) су рибозими карактерисани великим молекулима, могу достићи и до неколико стотина нуклеотида у дужини и формирати комплексне структуре.

Интрони ИИИ групе

Интрони из групе ИИИ називају се "аутокортабилном" РНК и идентификовани су у патогеним вирусима биљака.

Ове РНК имају специфичност да се могу сећи у реакцији сазревања геномских РНК, почевши од прекурсора са многим јединицама.

У овој групи је један од најпопуларнијих и најразвијенијих рибозима: рибозим чекић. Ово се налази код инфективних рибонуклеинских агенаса биљака, названих вироиди.

Ови агенси захтевају да се процес само-цепања пропагира и производи неколико копија себе у континуираном РНА ланцу.

Вироиди морају бити одвојени један од другог, и ова реакција се катализира РНК секвенцом која се налази на обе стране региона везивања. Једна од тих секвенци је "чекић" и названа је због сличности њене секундарне структуре са овим инструментом.

Рибонуцлеасе П

Четврти тип рибозима се формира и од РНК молекула и протеина. У рибонуклеазама, структура РНК је витална за спровођење каталитичког процеса.

У ћелијском окружењу, рибонуклеаза П делује на исти начин као и протеински катализатори, резањем прекурсора РНК трансфера у циљу генерисања зрелог 5 'краја.

Овај комплекс је способан да изврши препознавање мотива чије се секвенце нису мењале током еволуције (или су се веома мало промениле) прекурсора РНК трансфера. Да би се везао супстрат са рибозимом, он не користи екстремно комплементарност између база.

Они се разликују од претходне групе (рибозими главе чекића) и РНК сличне овоме, коначним производом рез: рибонуклеаза производи 5 'крајњи фосфат.

Бактеријски рибосом

Студије о структури рибозома бактерија омогућиле су да се закључи да ово такође има својства рибозима. Место одговорно за катализу налази се у 50С подјединици.

Еволуцијске импликације рибозима

Откриће РНК са каталитичким капацитетима довело је до стварања хипотеза које се односе на порекло живота и његову еволуцију у почетним фазама.

Овај молекул је основа хипотезе о "примитивном РНА свету". Неколико аутора подржава хипотезу да је пре милијарде година живот морао да почне са одређеним молекулом који има способност да катализира сопствене реакције..

Дакле, чини се да су рибозими потенцијални кандидати за ове молекуле који су настали као први облици живота.

Референце

  1. Девлин, Т. М. (2004). Биохемија: уџбеник са клиничком применом. Преокренуо сам.
  2. Муллер, С., Аппел, Б., Балке, Д., Хиеронимус, Р., & Нубел, Ц. (2016). Тридесет и пет година истраживања рибозима и катализа нуклеинске киселине: где данас стојимо? Ф1000Ресеарцх, 5, Ф1000 Факултет Рев-1511.
  3. Стробел, С.А. (2002). Рибозим / Каталитичка РНК. Енциклопедија молекуларне биологије.
  4. Воет, Д., Воет, Ј.Г., & Пратт, Ц.В. (2014). Фундаменталс оф Биоцхемистри. Ед Панамерицана Медицал.
  5. Валтер, Н.Г., & Енгелке, Д.Р. (2002). Рибозими: каталитичке РНК које секу ствари, праве ствари и раде чудне и корисне послове. Биолог (Лондон, Енглеска), 49(5), 199.
  6. Ватсон, Ј.Д. (2006). Молекуларна биологија гена. Ед Панамерицана Медицал.