The ribozymy Jsou to RNA (kyselina ribonukleová) s katalytickou kapacitou, to znamená, že jsou schopny urychlit chemické reakce, ke kterým dochází v těle. Některé ribozymy mohou působit osamoceně, zatímco jiné vyžadují pro účinnou katalýzu přítomnost proteinu..
Dosud objevené ribozymy se účastní reakcí generování molekul transferové RNA a reakcí DNA sestřih: transesterifikace zapojená do odstraňování intronů z molekul RNA, ať už messengerových, transferových nebo ribozomálních. Podle jejich funkce jsou rozděleny do pěti skupin.
Objev ribozymů vzbudil zájem mnoha biologů. Tyto katalytické RNA byly navrženy jako potenciální kandidát na molekuly, které pravděpodobně vedly k vzniku prvních forem života..
Stejně jako mnoho virů používají RNA jako genetický materiál a mnoho z nich je katalytických. Ribozymy proto nabízejí příležitosti pro tvorbu léků, které se snaží útočit na tyto katalyzátory..
Rejstřík článků
Po mnoho let se věřilo, že jediné molekuly schopné účastnit se biologické katalýzy jsou proteiny.
Proteiny jsou tvořeny dvaceti aminokyselinami - každá s různými fyzikálními a chemickými vlastnostmi - které jim umožňují seskupovat se do široké škály složitých struktur, jako jsou alfa helixy a beta listy..
V roce 1981 došlo k objevu prvního ribozymu, který ukončil paradigma, že jediné biologické molekuly schopné katalyzovat jsou proteiny..
Struktury enzymů umožňují přijmout substrát a přeměnit ho na určitý produkt. Molekuly RNA mají také tuto schopnost skládat a katalyzovat reakce..
Ve skutečnosti se struktura ribozymu podobá struktuře enzymu se všemi jeho nejvýznamnějšími částmi, jako je aktivní místo, vazebné místo pro substrát a vazebné místo pro kofaktor..
RNAáza P byla jedním z prvních objevených ribozymů a skládá se z proteinů i RNA. Podílí se na generování molekul transferové RNA počínaje od větších prekurzorů..
Ribozymy jsou katalytické molekuly RNA schopné urychlit reakce přenosu fosforylových skupin řádově o velikosti 105 do 10jedenáct.
V laboratorních experimentech se také prokázalo, že se účastní dalších reakcí, jako je transesterifikace fosfátů..
Existuje pět tříd nebo typů ribozymů: tři z nich se účastní samomodifikačních reakcí, zatímco zbývající dvě (ribonukleáza P a ribozomální RNA) používají při katalytické reakci jiný substrát. Jinými slovy, molekula jiná než katalytická RNA.
Tento typ intronů byl nalezen v mitochondriálních genech parazitů, hub, bakterií a dokonce i virů (například bakteriofág T4).
Například v prvoky druhu Tetrahymena thermofila, intron je odstraněn z prekurzoru ribozomální RNA v řadě kroků: nejprve nukleotid nebo nukleosid guanosinu reaguje s fosfodiesterovou vazbou, která spojuje intron s reakcí exon - transesterifikace.
Pak volný exon provede stejnou reakci na fosfodiesterové vazbě exon-intron na konci akceptorové skupiny intronu.
Introny skupiny II jsou známé jako „samosestřihování“, protože tyto RNA jsou schopné samosestavování. Introny v této kategorii se nacházejí v prekurzorech mitochondriální RNA v linii hub..
Skupiny I a II a ribonukleázy P (viz níže) jsou ribozymy charakterizované tím, že jsou velkými molekulami, které mohou dosáhnout až několika stovek nukleotiků a tvoří složité struktury..
Introny skupiny III se nazývají "samořezná" RNA a byly identifikovány v rostlinných patogenních virech..
Tyto RNA mají tu zvláštnost, že se mohou připravit na maturační reakci genomových RNA, počínaje předchůdci s mnoha jednotkami..
V této skupině je jeden z nejpopulárnějších a studovaných ribozymů: ribozym kladivounů. To se nachází v infekčních ribonukleových látkách rostlin, které se nazývají viroidy.
Tato činidla vyžadují proces samoštěpení, aby se šířily a produkovaly více kopií sebe sama v kontinuálním řetězci RNA..
Viroidy musí být od sebe odděleny a tato reakce je katalyzována sekvencí RNA nalezenou na obou stranách spojovací oblasti. Jednou z těchto sekvencí je „kladivová hlava“ a je pojmenována pro podobnost své sekundární struktury s tímto nástrojem..
Čtvrtý typ ribozymu je tvořen molekulami RNA i proteinů. U ribonukleáz je struktura RNA nezbytná pro provedení katalytického procesu.
V buněčném prostředí působí ribonukleáza P stejným způsobem jako proteinové katalyzátory a štěpí prekurzory transferové RNA, aby vytvořil zralý 5 'konec..
Tento komplex je schopen rozpoznat motivy, jejichž sekvence se během evoluce nezměnily (nebo se změnily jen velmi málo) prekurzorů transferové RNA. K vázání substrátu s ribozymem nevyužívá extenzivně komplementaritu mezi bázemi..
Liší se od předchozí skupiny (kladivounové ribozymy) a RNA podobné této, konečným produktem řezu: ribonukleáza produkuje 5 'fosfátový konec.
Studie struktury ribozomu bakterií vedly k závěru, že má také vlastnosti ribozymu. Místo odpovědné za katalýzu se nachází v podjednotce 50S.
Objev RNA s katalytickými kapacitami vedl ke vzniku hypotéz týkajících se původu života a jeho vývoje v počátečních fázích.
Tato molekula je základem pro hypotézu „raného světa RNA“. Několik autorů podporuje hypotézu, že před miliardami let musel život začít s určitou molekulou, která má schopnost katalyzovat své vlastní reakce.
Zdá se tedy, že ribozymy jsou potenciálními kandidáty na tyto molekuly, které vznikly v prvních formách života..
Zatím žádné komentáře