Ribozymes egenskaper och typer



den ribozymer de är RNA (ribonukleinsyra) med katalytisk kapacitet, det vill säga att accelerera de kemiska reaktioner som uppstår i organismen. Vissa ribozymer kan agera ensamma, medan andra behöver närvaro av ett protein för att effektivt utföra katalysen.

De ribozymer som hittills upptäckts är inblandade i generationsreaktionerna av överförings-RNA-molekyler och i reaktionerna hos splitsning: omförestring involverad i avlägsnande av introner från RNA-molekyler, oavsett budbärare, överföring eller ribosomal. Beroende på deras funktion, klassificeras de i fem grupper.

Upptäckten av ribozymer har väckt många biologers intresse. Dessa katalytiska RNA har föreslagits som en potentiell kandidat för molekylerna som möjligen gav upphov till de första formerna av liv.

Dessutom använder så många virus RNA som ett genetiskt material och många av dem är katalytiska. Därför erbjuder ribozymer möjligheter till att skapa droger som försöker attackera dessa katalysatorer.

index

  • 1 Historiskt perspektiv
  • 2 Karakteristik av katalys
  • 3 Typer av ribozymer
    • 3.1 Introns i grupp I
    • 3.2 Introns i grupp II
    • 3.3 Introns i grupp III
    • 3,4 ribonukleas P
    • 3,5 bakteriellt ribosom
  • 4 Evolutionära konsekvenser av ribozymer
  • 5 referenser

Historiskt perspektiv

Under många år trodde man att de enda molekylerna som kunde delta i biologisk katalys var proteiner.

Proteiner består av tjugo aminosyror - var och en med olika fysikaliska och kemiska egenskaper - som gör att de kan grupperas i en mängd olika komplexa strukturer, såsom alfa helixer och betongark.

År 1981 inträffade upptäckten av det första ribozymet, vilket avslutade paradigmet att de enda biologiska molekylerna som kan utföra katalys är proteiner..

Enzymernas strukturer gör det möjligt att ta ett substrat och omvandla det till en viss produkt. RNA-molekyler har också denna förmåga att vika och katalysera reaktioner.

Faktum är att strukturen hos ett ribozym liknar det hos ett enzym, med alla dess mest framträdande delar, såsom den aktiva platsen, substratbindningsstället och kofaktorbindningsstället..

RNAse P var en av de första ribozymerna som skulle upptäckas och består av både proteiner och RNA. Det deltar i genereringen av överförings-RNA-molekyler med utgångspunkt från större prekursorer.

Katalysens egenskaper

Ribozymer är katalytiska RNA-molekyler som kan accelerera fosforylgruppens överföringsreaktioner med storleksordningar av 10.5 till 1011.

I laboratorieförsök de visade också delta i andra reaktioner såsom transesterifiering fosfat.

Typer av ribozymer

Det finns fem klasser eller typer av ribozymer: tre av dessa deltar i självmodifierande reaktioner, medan de återstående två (ribonas P och ribosomala RNA) använder ett annat substrat i katalytisk reaktion. Med andra ord, en annan molekyl än katalytisk RNA.

Introns i grupp I

Denna typ av introner har hittats i mitokondria gener av parasiter, svampar, bakterier och till och med virus (såsom bakteriofag T4).

Till exempel i protozoan av arten Tetrahymena thermofila, en intron avlägsnas från den ribosomala RNA-prekursorn i en serie av steg: för det första reagerar en nukleosid eller en guanosin-nukleosid med fosfodiesterbindningen som kopplar intronen med exon-transesterifieringsreaktionen.

Därefter utför den fria exonen samma reaktion i exon-intron-fosfodiesterbindningen vid slutet av intronacceptorgruppen.

Introns av grupp II

Intrången i grupp II är kända som "autoempalme", ​​eftersom dessa RNAs kan självbindande. Intrången i den kategorin finns i prekursorerna för mitokondriell RNA i svamparnas sammanhang.

Grupperna I och II och ribonukleaser P (se nedan) är ribozymer karakteriserade av att vara stora molekyler, kan nå upp till flera hundra nukleotider i längd och bilda komplexa strukturer.

Introns av grupp III

Intrången i grupp III kallas "autokortabel" RNA och har identifierats i plantens patogena virus.

Dessa RNA har den egenheten att kunna skära sig på reaktionen av genomiskt RNA mognad, från prekursorer med många enheter.

Denna grupp är en av de mest populära och studerade ribozym: den hammarhuvudribozym. Detta återfinns i infektiösa ribonukleära ämnen av växter, kallade viroider.

Dessa medel kräver autoklavering process för att sprida sig och producera multipla kopior av sig själv i en kontinuerlig RNA-sträng.

Viroiderna måste separeras från varandra, och denna reaktion katalyseras av RNA-sekvensen som finns på båda sidor av bindningsområdet. En av dessa sekvenser är "hammerhead" och heter för likheten av dess sekundära struktur till detta instrument.

Ribonukleas P

Den fjärde typen av ribozymer bildas av både RNA-molekyler och proteiner. I ribonukleaser är RNA-strukturen avgörande för att utföra den katalytiska processen.

I cellmiljön verkar ribonukleas P på samma sätt som proteinkatalysatorer genom att skära överförings-RNA-prekursorer för att generera en mogen 5'-ände.

Detta komplex kan utföra igenkänning av motiv vars sekvenser inte har förändrats under utvecklingen (eller har förändrats mycket lite) av överförings-RNA-prekursorerna. För att binda substratet med ribozymet använder det inte i hög grad komplementariteten mellan baserna.

De skiljer sig från den tidigare gruppen (hammerhead ribozymer) och RNA som liknar detta, med slutprodukten av skuren: ribonukleas producerar ett 5'-ändfosfat.

Bakteriell ribosom

Studier av strukturen av bakteriens ribosom har tillåtit att dra slutsatsen att detta också har egenskaper hos ett ribozym. Den plats som är ansvarig för katalysen finns i 50S-underenheten.

Evolutionära konsekvenser av ribozymer

Upptäckten av RNA med katalytisk kapacitet har givit upphov till genereringen av hypoteser relaterade till livets ursprung och dess utveckling i begynnande stadier.

Denna molekyl är grunden för den "primitiva RNA-världen" -hypotesen. Flera författare stöder hypotesen att livet för miljarder år sedan skulle börja med en viss molekyl som har förmågan att katalysera sina egna reaktioner.

Således verkar ribozymer vara potentiella kandidater för dessa molekyler som härstammar från de första formerna av livet.

referenser

  1. Devlin, T. M. (2004). Biokemi: lärobok med kliniska tillämpningar. Jag vände om.
  2. Müller, S., Appel, B., Balke, D., Hieronymus, R., & Nübel, C. (2016). Trettiofem års forskning om ribozymer och nukleinsyrakatalys: var står vi idag? F1000Research, 5, F1000 Faculty Rev-1511.
  3. Strobel, S. A. (2002). Ribozym / katalytiskt RNA. Encyclopedia of Molecular Biology.
  4. Voet, D., Voet, J.G., & Pratt, C.W. (2014). Grundämnen för biokemi. Ed. Panamericana Medical.
  5. Walter, N.G., och Engelke, D.R. (2002). Ribozymer: katalytiska RNA som skär saker, gör saker och gör udda och användbara jobb. Biolog (London, England), 49(5), 199.
  6. Watson, J. D. (2006). Molekylärbiologi hos genen. Ed. Panamericana Medical.