Ribozimų savybės ir rūšys



The ribozimų jie yra RNR (ribonukleino rūgštis) su kataliziniu pajėgumu, tai yra, galintis pagreitinti organizme atsirandančias chemines reakcijas. Kai kurie ribozimai gali veikti atskirai, o kitiems reikia baltymų, kad būtų veiksmingai atlikta katalizė.

Iki šiol atrasti ribozimai yra susiję su perdavimo RNR molekulių generavimu ir reakcijomis šlifavimas: transesterifikacija, susijusi su intronų pašalinimu iš RNR molekulių, nepriklausomai nuo to, ar jis yra pasiuntinys, perdavimas ar ribosomas. Priklausomai nuo jų funkcijos, jie skirstomi į penkias grupes.

Ribozimų atradimas sukėlė daugelio biologų susidomėjimą. Šie kataliziniai RNR buvo pasiūlyti kaip potencialus kandidatas molekulėms, kurios, galbūt, sukėlė pirmas gyvenimo formas.

Be to, kadangi daugelis virusų naudoja RNR kaip genetinę medžiagą ir daugelis jų yra kataliziniai. Todėl ribozimai siūlo galimybes kurti vaistus, kuriais siekiama užkirsti kelią šiems katalizatoriams.

Indeksas

  • 1 Istorinė perspektyva
  • 2 Katalizės savybės
  • 3 Ribozimų rūšys
    • 3.1 I grupės intronai
    • 3.2 II grupės intronai
    • 3.3 III grupės intronai
    • 3.4. Ribonukleazė P
    • 3.5 Bakterinė ribosoma
  • 4 Ribozimų evoliuciniai padariniai
  • 5 Nuorodos

Istorinė perspektyva

Jau daugelį metų manoma, kad vienintelės molekulės, galinčios dalyvauti biologinėje katalizėje, buvo baltymai.

Baltymai susideda iš dvidešimties aminorūgščių, kurių kiekviena pasižymi skirtingomis fizinėmis ir cheminėmis savybėmis, kurios leidžia jas suskirstyti į įvairias sudėtingas struktūras, pvz., Alfa sraigtus ir beta lapus.

1981 m. Įvyko pirmosios ribozimo atradimas, baigiantis paradigmai, kad vienintelės biologinės molekulės, galinčios atlikti katalizę, yra baltymai..

Fermentų struktūros leidžia paimti substratą ir paversti jį tam tikru produktu. RNR molekulės taip pat turi galimybę sulenkti ir katalizuoti reakcijas.

Iš tiesų ribozimo struktūra panaši į fermento struktūrą, su visomis svarbiausiomis jo dalimis, tokiomis kaip aktyvi vieta, substrato surišimo vieta ir kofaktoriaus surišimo vieta..

RNaz P buvo vienas iš pirmųjų aptinkamų ribozimų ir susideda iš baltymų ir RNR. Ji dalyvauja kuriant RNR molekules, pradedant nuo didesnių pirmtakų.

Katalizės charakteristikos

Ribozimai yra katalizinės RNR molekulės, galinčios pagreitinti fosforilo grupės pernešimo reakcijas 10 laipsnių dydžio.5 iki 1011.

Laboratoriniuose tyrimuose taip pat buvo įrodyta, kad jie dalyvauja kitose reakcijose, pvz., Fosfato peresterifikavime.

Ribozimų tipai

Yra penkios ribozimų klasės arba tipai: trys iš jų dalyvauja savarankiškai modifikuojančiose reakcijose, o likusieji du (ribonazės P ir ribosomos RNR) katalizinėje reakcijoje naudoja kitą substratą. Kitaip tariant, molekulė, išskyrus katalizinę RNR.

I grupės intronai

Šio tipo intronai buvo nustatyti parazitų, grybų, bakterijų ir net virusų mitochondrijų genuose (pvz., T4 bakteriofage)..

Pavyzdžiui, rūšies pirmuoniuose Tetrahymena thermofila, intronas pašalinamas iš ribosominės RNR prekursoriaus serijų pakopomis: pirma, nukleozidas arba guanozino nukleozidas reaguoja su fosfodiesterio jungtimi, jungiančia introną su exon-transesterifikavimo reakcija.

Tada laisvasis eksonas atlieka tą pačią reakciją į egzono-introno fosfodiesterio jungtį introno akceptoriaus grupės pabaigoje.

II grupės intronai

II grupės intronai yra žinomi kaip „autoempalme“, nes šios RNR gali savarankiškai surišti. Šios kategorijos intronai randami mitochondrijų RNR pirmtakuose grybelių linijoje..

I ir II grupės ir ribonukleazės P (žr. Toliau) yra ribozimai, pasižymintys didelėmis molekulėmis, gali pasiekti iki kelių šimtų nukleotidų ilgio ir sudaryti sudėtingas struktūras.

III grupės intronai

III grupės intronai vadinami „autokorteliu“ RNR ir buvo nustatyti augalų patogeniniuose virusuose.

Šie RNR turi savitumą, kad sugebėtų patirti genominių RNR brandinimo reakciją, pradedant nuo daugelio vienetų pirmtakų..

Šioje grupėje yra vienas iš populiariausių ir tiriamų ribozimų: ribozimo hammerhead. Tai randama infekcinių ribonukleinių augalų agentų, vadinamų viroidais.

Šiems agentams reikalingas savarankiškas skilimo procesas, skirtas dauginti ir gaminti kelias jų kopijas nepertraukiamoje RNR grandinėje.

Viroidai turi būti atskirti vienas nuo kito, ir šią reakciją katalizuoja RNR seka, kuri randama abiejose surišimo regiono pusėse. Viena iš šių sekų yra „hammerhead“ ir yra pavadinta jos antrinės struktūros panašumu į šį instrumentą.

Ribonukleazė P

Ketvirtąjį ribozimų tipą sudaro ir RNR molekulės, ir baltymai. Ribonukleazėse RNR struktūra yra gyvybiškai svarbi kataliziniam procesui atlikti.

Ląstelinėje aplinkoje ribonukleazė P veikia taip pat, kaip baltymų katalizatoriai, pjaustant RNR pirmtakus, kad būtų sukurtas brandus 5 'galas.

Šis kompleksas sugeba atpažinti motyvus, kurių sekos evoliucijos metu (arba labai mažai) nepasikeitė perdavimo RNR prekursorių. Tam, kad substratas būtų surištas su ribozimu, jis plačiai nenaudoja bazių komplementarumo.

Jie skiriasi nuo ankstesnės grupės (hammerhead ribozymes) ir panašios RNR, galutinis pjūvio produktas: ribonukleazė gamina 5 'galo fosfatą.

Bakterinė ribosoma

Bakterijų ribosomos struktūros tyrimai leido daryti išvadą, kad tai taip pat turi ribozimo savybes. Vietovė, atsakinga už katalizę, yra 50S poskyryje.

Ribozimų evoliuciniai padariniai

RNR, turinčių katalitinį pajėgumą, atradimas sukėlė hipotezių, susijusių su gyvybės kilme ir jos evoliucija pradinėse stadijose, generavimą..

Ši molekulė yra „primityvios RNR pasaulio“ hipotezės pagrindas. Keletas autorių pritaria hipotezei, kad prieš milijardus metų gyvenimas turėjo prasidėti nuo tam tikros molekulės, galinčios katalizuoti savo reakcijas.

Taigi, atrodo, kad ribozimai yra potencialūs šių molekulių kandidatai, kilę iš pirmųjų gyvenimo formų.

Nuorodos

  1. Devlin, T. M. (2004). Biochemija: vadovėlis su klinikiniais pritaikymais. Aš atvirkščiai.
  2. Müller, S., Appel, B., Balke, D., Hieronymus, R., & Nübel, C. (2016). Trisdešimt penkerių metų ribozimų ir nukleorūgščių katalizės tyrimai: kur šiandien esame? F1000Research, 5, F1000 fakultetas Rev-1511.
  3. Strobel, S. A. (2002). Ribozimas / katalizinė RNR. Molekulinės biologijos enciklopedija.
  4. Voet, D., Voet, J. G. ir Pratt, C. W. (2014). Biochemijos pagrindai. Red. Panamericana Medical.
  5. Walter, N. G., ir Engelke, D. R. (2002). Ribozimai: kataliziniai RNR, kurie supjaustyti, padaryti dalykus ir atlikti nelyginius ir naudingus darbus. Biologas (Londonas, Anglija), 49(5), 199.
  6. Watson, J. D. (2006). Geno molekulinė biologija. Red. Panamericana Medical.