Рибозимни характеристики и видове

на рибозоми те са РНК (рибонуклеинова киселина) с каталитична способност, която е способна да ускорява химичните реакции, които се срещат в организма. Някои рибозими могат да действат самостоятелно, докато други се нуждаят от присъствието на протеин, за да изпълняват ефективно катализа.

Рибозимите, открити досега, са включени в реакциите на генериране на молекули на трансферна РНК и в реакциите на снаждане: трансестерификация, участваща в отстраняването на интрони от РНК молекули, независимо от това дали са преносими, трансферирани или рибозомни. В зависимост от тяхната функция те се класифицират в пет групи.

Откриването на рибозими е предизвикало интереса на много биолози. Тези каталитични РНК са предложени като потенциален кандидат за молекулите, които евентуално са довели до първите форми на живот..

В допълнение, тъй като много вируси използват РНК като генетичен материал и много от тях са каталитични. Следователно, рибозимите предлагат възможности за създаването на лекарства, които се стремят да атакуват тези катализатори.

индекс

• 1 Историческа перспектива
• 2 Характеристики на катализа
• 3 Видове рибозими
  • 3.1 Интрони от група I
  • 3.2 Интрони от група II
  • 3.3 Интрони от група III
  • 3.4 Рибонуклеаза Р
  • 3.5 Бактериална рибозом
• 4 Еволюционни последствия от рибозими
• 5 Препратки

Историческа перспектива

В продължение на много години се смяташе, че единствените молекули, способни да участват в биологичната катализа, са протеини.

Протеините са съставени от двадесет аминокиселини - всяка с различни физични и химични свойства - които им позволяват да бъдат групирани в голямо разнообразие от сложни структури, като алфа спирали и бета листове..

През 1981 г. настъпва откритието на първия рибозим, което завършва парадигмата, че единствените биологични молекули, способни да извършват катализа, са протеини..

Структурите на ензимите позволяват да се вземе субстрат и да се превърне в определен продукт. РНК молекулите също имат тази способност да се сгъват и катализират реакциите.

В действителност, структурата на рибозим наподобява тази на ензим, с всичките му най-изявени части, като активното място, мястото на свързване на субстрата и мястото на свързване на кофактора..

RNAse P е един от първите рибозими, които трябва да бъдат открити и се състои от протеини и РНК. Той участва в генерирането на молекули на трансферна РНК, като се започне от по-големи прекурсори.

Характеристики на катализа

Рибозимите са каталитични молекули на РНК, способни да ускорят трансферните реакции на фосфориловата група с порядъци 10.⁵ до 10¹¹.

В лабораторни експерименти е доказано, че те участват и в други реакции, като трансестерификация на фосфат.

Видове рибозими

Съществуват пет класа или видове рибозими: три от тях участват в самомодифициращи се реакции, докато останалите две (рибоноза Р и рибозомална РНК) използват различен субстрат в каталитичната реакция. С други думи, молекула, различна от каталитична РНК.

Интрони от група I

Този тип интрони е открит в митохондриални гени на паразити, гъби, бактерии и дори вируси (като бактериофаг Т4)..

Например, в протозойните видове Tetrahymena thermofila, интрон се отстранява от прекурсора на рибозомалната РНК в серия от стъпки: първо, нуклеозид или гуанозин нуклеозид реагира с фосфодиестерна връзка, свързваща интрона с реакцията на екзон-трансестерификация..

След това свободният екзон изпълнява същата реакция в екзон-интронната фосфодиестерна връзка в края на интронната акцепторна група..

Интрони от група II

Интроните от група II са известни като "автоемпалма", тъй като тези РНК са способни на само-свързване. Интроните от тази категория се намират в прекурсорите на митохондриалната РНК в линията на гъбичките.

Групи I и II и рибонуклеази Р (виж по-долу) са рибозими, характеризиращи се с големи молекули, могат да достигнат до няколкостотин нуклеотиди по дължина и образуват сложни структури.

Интрони от група III

Интроните от група III се наричат ​​"автоскортируема" РНК и са идентифицирани в патогенните вируси на растенията.

Тези РНК имат особеността да са в състояние да се режат в реакцията на узряване на геномните РНК, започвайки от прекурсори с много единици.

В тази група е един от най-популярните и изучавани рибозими: рибозимният чук. Това се открива при инфекциозни рибонуклеинови агенти на растенията, наречени вироиди.

Тези средства изискват процесът на саморазтваряне да се размножава и да произвежда няколко копия от тях в непрекъсната РНК верига.

Вируидите трябва да бъдат отделени един от друг и тази реакция се катализира от РНК последователността, открита от двете страни на свързващия регион. Една от тези последователности е "чукова глава" и е наречена за сходството на неговата вторична структура с този инструмент.

Рибонуклеаза Р

Четвъртият вид рибозими се формира от двете РНК молекули и протеини. В рибонуклеазите, структурата на РНК е жизненоважна за провеждане на каталитичния процес.

В клетъчната среда рибонуклеаза Р действа по същия начин като белтъчните катализатори, чрез прекъсване на прекурсорите на трансферната РНК, за да се генерира зрял 5 'край.

Този комплекс е в състояние да извърши разпознаването на мотиви, чиито последователности не са се променили в хода на еволюцията (или са се променили много малко) на прекурсорите на трансферната РНК. За да се свърже субстрата с рибозима, той не използва широко комплементарността между базите.

Те се различават от предишната група (рибозими с чук) и РНК, подобни на това, от крайния продукт на среза: рибонуклеазата произвежда 5 'краен фосфат.

Бактериална рибозома

Изследванията на структурата на рибозомата на бактериите позволяват да се заключи, че това също има свойства на рибозим. Мястото, отговорно за катализа, се намира в 50S субединицата.

Еволюционни последствия от рибозими

Откриването на РНК с каталитични способности е довело до генериране на хипотези, свързани с произхода на живота и неговата еволюция в началните етапи..

Тази молекула е в основата на хипотезата за "примитивния свят на РНК". Няколко автори подкрепят хипотезата, че преди милиарди години животът трябваше да започне с определена молекула, която има способността да катализира собствените си реакции..

По този начин, рибозимите изглеждат потенциални кандидати за тези молекули, които произхождат от първите форми на живот.

препратки

1. Девлин, Т. М. (2004). Биохимия: учебник с клинични приложения. Обърнах се обратно.
2. Müller, S., Appel, B., Balke, D., Hieronymus, R., & Nübel, C. (2016). Тридесет и пет години изследвания на рибозими и катализа на нуклеинови киселини: къде сме днес? F1000Research, 5, F1000 Факултет Rev-1511.
3. Strobel, S.A. (2002). Ribozyme / Каталитична РНК. Енциклопедия на молекулярната биология.
4. Voet, D., Voet, J.G., & Pratt, C.W. (2014). Основи на биохимията. Ed. Panamericana Medical.
5. Walter, Н. G., & Engelke, D. R. (2002). Рибозими: каталитични РНК, които отрязват нещата, правят неща и правят нечетни и полезни работни места. Биолог (Лондон, Англия), 49(5), 199.
6. Watson, J. D. (2006). Молекулярна биология на гена. Ed. Panamericana Medical.