ריבוזינים מאפיינים וסוגים

ה ribozymes הם RNA (חומצה ribonucleic) עם יכולת קטליטית, כלומר, מסוגל להאיץ את התגובות הכימיות המתרחשות האורגניזם. כמה ribozymes יכול לפעול לבד, בעוד שאחרים זקוקים לנוכחות של חלבון ביעילות לבצע את קטליזה.

Ribozymes גילו עד עכשיו מעורבים בתגובות הדור של העברת מולקולות RNA ובתגובות של שחבור: טרנסטריפיקציה המעורבת בהסרת אינטרונים ממולקולות רנ"א, בין אם הם משלחים, מעבירים או ריבוזומליים. בהתאם לתפקוד שלהם, הם מסווגים לחמש קבוצות.

גילוי הריבוזינים עורר עניין של ביולוגים רבים. אלה RNAs קטליטי הוצעו כמועמד פוטנציאלי עבור המולקולות כי, אולי, הולידה את צורות החיים הראשונים.

בנוסף, כמו וירוסים רבים משתמשים RNA כחומר גנטי רבים מהם קטליטי. לכן, ribozymes מציעים הזדמנויות ליצירת תרופות המבקשות לתקוף זרזים אלה.

אינדקס

• 1 נקודת מבט היסטורית
• 2 מאפייני קטליזה
• 3 סוגי ribozymes
  • 3.1 אינטרונים של קבוצה I
  • 3.2 אינטרונים של קבוצה II
  • 3.3 אינטרונים של קבוצה III
  • 3.4 Ribonuclease P
  • 3.5 ריבוזום בקטריאלי
• 4 משמעויות אבולוציוניות של ריבוזימים
• 5 הפניות

נקודת מבט היסטורית

במשך שנים רבות האמינו כי המולקולות היחידות המסוגלות להשתתף בקטליזה ביולוגית הן חלבונים.

החלבונים מורכבים מעשרים חומצות אמינו - כל אחת בעלת תכונות פיסיקליות וכימיות שונות - המאפשרות לקבץ אותן למגוון רחב של מבנים מורכבים, כגון סלילי אלפא וגליונות בטא.

בשנת 1981, גילוי של ribozyme הראשון התרחש, סיום הפרדיגמה כי מולקולות ביולוגיות רק מסוגל לבצע קטליזה הם חלבונים..

המבנים של האנזימים מאפשרים לקחת מצע ולהפוך אותו למוצר מסוים. מולקולות RNA יש גם את היכולת הזו לקפל ולזרז תגובות.

למעשה, המבנה של ribozyme מזכיר אנזים, עם כל החלקים הבולטים ביותר שלה, כאתר הפעיל, האתר מחייב המצע, ואת אתר cofactor מחייב.

RNAse P היה אחד ribozymes הראשון להתגלות והוא מורכב משני חלבונים RNA. היא משתתפת בדור של העברת מולקולות RNA החל מבשרי גדול.

מאפייני קטליזה

Ribozymes הם קטליטי RNA מולקולות מסוגל להאיץ את ההעברה של תגובות הקבוצה phosphoryl על ידי הזמנות בהיקף של 10.⁵ 100¹¹.

בניסויים במעבדה, הם הוכחו גם להשתתף בתגובות אחרות, כגון טרנסטריפיקציה של פוספט.

סוגי ribozymes

ישנם חמישה שיעורים או סוגי ribozymes: שלוש התגובות הללו המעורבים automodification, ואילו שני הנותרים (P ribonuclease וה- RNA ריבוזומלי) באמצעות מצע שונה התגובה קטליטי. במילים אחרות, מולקולה אחרת מאשר RNA קטליטי.

אינטרונים של קבוצה I

סוג זה של אינטרונים נמצא בגנים המיטוכונדריאליים של טפילים, פטריות, חיידקים ואפילו וירוסים (כגון בקטריופאג T4).

לדוגמה, ב protozoan של המין תרמופילנה טטריימילה, אינטרון מבשר RNA ריבוזומלי מוסר בסדרה של צעדים: הראשון, נוקלאוטיד או guanosine nucleoside מגיב עם קשר פוספודיאסטרי הצטרפותו אקסון אינטרון - התגובה transesterification.

לאחר מכן, אקסון חופשי מבצעת את אותה תגובה באג"ח אקסון אינטרון phosphodiester בסוף קבוצת acceptor אינטרון.

אינטרונים של קבוצה II

האינטרונים של הקבוצה השנייה ידועים בשם "autoempalme", ​​שכן אלה RNAs מסוגלים עצמית מחייב. האינטרונים של קטגוריה זו נמצאים המבשרי של RNA המיטוכונדריה בשושלת של פטריות.

קבוצות I ו- II ואת ribonucleases P (ראה להלן) מאופיינים להיות ribozymes מולקולות גדולות, יכולים להגיע עד כמה מאות נוקלאוטידים באורך, ויוצרים מבנים מורכבים.

אינטרונים של קבוצה III

האינטרונים של קבוצה III נקראים "autocortable" RNA ו זוהו בוירוסים פתוגניים של צמחים.

אלה RNAs יש את המוזרות של היכולת לחתוך את עצמם בתגובת ההבשלה של RNAs הגנומי, החל מבשרי עם יחידות רבות.

בקבוצה זו הוא אחד ribozymes הפופולריים ביותר למד: ummozyme ribozyme. זה נמצא סוכני ribonucleic זיהומיות של צמחים, שנקרא viroids.

סוכנים אלה דורשים את תהליך החיתוך העצמי כדי להפיץ ולהפיק כמה עותקים של עצמם בשרשרת RNA רציפה.

יש להפריד בין הריאות לבין זה, ותגובה זו מזדקרת על ידי רצף ה- RNA שנמצא משני צידי האזור המחייב. אחד מאותם רצפים הוא "פטיש" והוא נקרא על הדמיון של המבנה המשני שלה למכשיר זה.

Ribonuclease P

הסוג הרביעי של ribozymes נוצר על ידי שני מולקולות RNA וחלבונים. ב Ribonucleases, מבנה רנ"א הוא חיוני כדי לבצע את התהליך הקטליטי.

בסביבה הסלולרית, ribonuclease P מעשים באותו אופן כמו זרזים חלבון, על ידי חיתוך מבשרי RNA להעביר על מנת ליצור בוגר 5 'בוגרת.

קומפלקס זה מסוגל לבצע את ההכרה במוטיבים אשר רצפי שלהם לא השתנו במהלך האבולוציה (או שינו מעט מאוד) של מבשרי העברת RNA. כדי לקשור את המצע עם ribozyme, זה לא בהרחבה להשתמש המשלימים בין הבסיסים.

הם נבדלים מהקבוצה הקודמת (ribozymes hammerhead) ו- RNA דומה לזה, על ידי המוצר הסופי של החתך: ribonuclease מייצר פוספט סוף 5 '.

ריבוזום בקטריאלי

מחקרים על המבנה של הריבוזום של החיידקים אפשרו להסיק כי גם זה יש תכונות של ribozyme. האתר האחראי לקטליזה נמצא במקטע 50S.

השלכות אבולוציוניות של ריבוזימים

גילוי RNAs עם יכולות קטליטי הוליד את הדור של השערות הקשורות למקור של החיים ואת האבולוציה שלה בשלבים הראשונים.

מולקולה זו היא הבסיס להשערת "עולם פרימיטיבי של רנ"א". מחברים אחדים תומכים בהשערה כי לפני מיליארדי שנים, החיים היו צריכים להתחיל עם מולקולה מסוימת שיש לה את היכולת לזרז את תגובותיה שלה.

לפיכך, ריבוזימאים נראים מועמדים פוטנציאליים למולקולות אלה שמקורן בצורות החיים הראשונות.

הפניות

1. Devlin, T. M. (2004). ביוכימיה: ספר לימוד עם יישומים קליניים. היפוךתי.
2. Müller, S., Appel, B., Balke, D., Hieronymus, R., & Nübel, C. (2016). שלושים וחמש שנים של מחקר לתוך ribozymes וקטליזה חומצת גרעין: איפה אנחנו עומדים היום? F1000Research, 5, F1000 הפקולטה Rev-1511.
3. Strobel, S. A. (2002). Ribozyme / קטליטי RNA. אנציקלופדיה לביולוגיה מולקולרית.
4. Voet, D., Voet, J. G., & Pratt, C. W. (2014). יסודות הביוכימיה. אד פנמריקנה מדיקל.
5. Walter, N. G, & Engelke, D. R. (2002). Ribozymes: קטליטי RNAs כי לחתוך דברים, לעשות דברים, ולעשות עבודות מוזרות ושימושי. ביולוג (לונדון, אנגליה), 49(5), 199.
6. Watson, J. D. (2006). ביולוגיה מולקולרית של הגן. אד פנמריקנה מדיקל.