De ribozymen Ze zijn RNA (ribonucleïnezuur) met katalytische capaciteit, dat wil zeggen, in staat om de chemische reacties die in het lichaam plaatsvinden te versnellen. Sommige ribozymen kunnen alleen werken, terwijl andere de aanwezigheid van een eiwit nodig hebben om effectief te katalyseren..
De tot dusver ontdekte ribozymen nemen deel aan reacties van het genereren van transfer-RNA-moleculen en aan reacties van de splitsing: transesterificatie betrokken bij de verwijdering van introns uit RNA-moleculen, hetzij boodschapper, transfer of ribosomaal. Afhankelijk van hun functie worden ze ingedeeld in vijf groepen.
De ontdekking van ribozymen heeft de interesse van veel biologen gewekt. Deze katalytische RNA's zijn voorgesteld als een potentiële kandidaat voor de moleculen die mogelijk aanleiding gaven tot de eerste levensvormen..
Bovendien gebruiken ze, zoals veel virussen, RNA als genetisch materiaal en veel van hen zijn katalytisch. Daarom bieden ribozymen kansen voor het maken van geneesmiddelen die deze katalysatoren proberen aan te vallen..
Artikel index
Jarenlang werd aangenomen dat eiwitten de enige moleculen waren die in staat waren om aan biologische katalyse deel te nemen.
Eiwitten bestaan uit twintig aminozuren - elk met verschillende fysische en chemische eigenschappen - waardoor ze kunnen worden gegroepeerd tot een breed scala aan complexe structuren, zoals alfa-helices en bètavellen..
In 1981 vond de ontdekking van het eerste ribozym plaats, waarmee een einde kwam aan het paradigma dat eiwitten de enige biologische moleculen zijn die kunnen katalyseren..
De structuren van enzymen maken het mogelijk om een substraat te nemen en dit om te zetten in een bepaald product. RNA-moleculen hebben ook dit vermogen om reacties te vouwen en te katalyseren..
In feite lijkt de structuur van een ribozym op die van een enzym, met al zijn meest prominente onderdelen, zoals de actieve plaats, de substraatbindingsplaats en de cofactorbindingsplaats..
RNAse P was een van de eerste ribozymen die werd ontdekt en bestaat uit zowel eiwitten als RNA. Het neemt deel aan het genereren van transfer-RNA-moleculen uitgaande van grotere voorlopers..
Ribozymen zijn katalytische RNA-moleculen die de overdrachtsreacties van fosforylgroepen kunnen versnellen met een grootteorde van 105 tot 10elf.
In laboratoriumexperimenten is aangetoond dat ze ook deelnemen aan andere reacties, zoals fosfaatomestering..
Er zijn vijf klassen of typen ribozymen: drie hiervan nemen deel aan zelfmodificerende reacties, terwijl de overige twee (ribonuclease P en ribosomaal RNA) een ander substraat gebruiken bij de katalytische reactie. Met andere woorden, een ander molecuul dan katalytisch RNA.
Dit type introns is gevonden in mitochondriale genen van parasieten, schimmels, bacteriën en zelfs virussen (zoals bacteriofaag T4).
Bijvoorbeeld in de protozoa van de soort Tetrahymena thermofila, een intron wordt verwijderd uit de ribosomale RNA-precursor in een reeks stappen: eerst reageert een nucleotide of nucleoside van guanosine met de fosfodiësterbinding die het intron verbindt met de exon-transesterificatiereactie.
Vervolgens voert het vrije exon dezelfde reactie uit op de exon-intron-fosfodiësterbinding aan het einde van de acceptorgroep van het intron.
Groep II-introns staan bekend als "self-splicing", aangezien deze RNA's in staat zijn tot zelf-splitsing. Introns in deze categorie worden gevonden in de voorlopers van mitochondriaal RNA in de schimmellijn..
Groepen I en II en ribonucleasen P (zie hieronder) zijn ribozymen die worden gekenmerkt door grote moleculen, die een lengte van enkele honderden nucleotica kunnen bereiken, en complexe structuren vormen..
Groep III-introns worden "zelfsnijdend" RNA genoemd en zijn geïdentificeerd in plantpathogene virussen..
Deze RNA's hebben de bijzonderheid dat ze zichzelf kunnen snijden in de rijpingsreactie van genomische RNA's, uitgaande van voorlopers met veel eenheden..
In deze groep is een van de meest populaire en bestudeerde ribozymen: hammerhead ribozym. Dit wordt aangetroffen in infectieuze ribonucleïsche agentia van planten, viroïden genaamd.
Deze middelen vereisen het proces van zelf-splitsing om zich te verspreiden en meerdere kopieën van zichzelf te produceren in een continue RNA-keten..
De viroïden moeten van elkaar worden gescheiden en deze reactie wordt gekatalyseerd door de RNA-sequentie die aan beide zijden van het verbindingsgebied wordt aangetroffen. Een van deze sequenties is de 'hamerkop' en het is genoemd naar de gelijkenis van zijn secundaire structuur met dit instrument..
Het vierde type ribozym bestaat uit zowel RNA- als eiwitmoleculen. Bij ribonucleasen is de structuur van RNA essentieel om het katalytische proces uit te voeren.
In de cellulaire omgeving werkt ribonuclease P op dezelfde manier als eiwitkatalysatoren, waarbij precursors van transfer-RNA worden afgesneden om een volwassen 5'-uiteinde te genereren..
Dit complex is in staat motieven te herkennen waarvan de sequenties niet zijn veranderd in de loop van de evolutie (of zeer weinig zijn veranderd) van de voorlopers van transfer-RNA. Om het substraat met het ribozym te binden, maakt het niet uitgebreid gebruik van de complementariteit tussen de basen..
Ze verschillen van de vorige groep (hamerkopribozymen) en RNA's vergelijkbaar met deze, door het eindproduct van de snede: ribonuclease produceert een 5'-fosfaatuiteinde.
Onderzoek naar de structuur van het ribosoom van bacteriën heeft tot de conclusie geleid dat het ook eigenschappen van een ribozym heeft. De site die verantwoordelijk is voor de katalyse bevindt zich in de 50S-subeenheid.
De ontdekking van RNA's met katalytische capaciteiten heeft geleid tot het genereren van hypothesen met betrekking tot de oorsprong van leven en de evolutie ervan in beginnende stadia..
Dit molecuul is de basis voor de "vroege wereld van RNA" -hypothese. Verschillende auteurs ondersteunen de hypothese dat het leven miljarden jaren geleden moet zijn begonnen met een bepaald molecuul dat het vermogen heeft om zijn eigen reacties te katalyseren..
Ribozymen lijken dus potentiële kandidaten te zijn voor deze moleculen die hun oorsprong vonden in de eerste levensvormen..
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.