Ribozīmu īpašības un veidi



The ribozīmi tie ir RNS (ribonukleīnskābe) ar katalītisku jaudu, tas ir, spēj paātrināt ķīmiskās reakcijas, kas rodas organismā. Daži ribozīmi var darboties atsevišķi, savukārt citiem nepieciešama proteīna klātbūtne, lai efektīvi veiktu katalīzi.

Līdz šim atklātie ribozīmi ir iesaistīti pārneses RNS molekulu veidošanās reakcijās un reakcijā ar splicing: transesterifikācija, kas saistīta ar intronu noņemšanu no RNS molekulām, neatkarīgi no tā, vai tā ir kurjers, pārsūtīšana vai ribosoma. Atkarībā no to funkcijas tās iedala piecās grupās.

Ribozīmu atklāšana ir izraisījusi daudzu biologu interesi. Šie katalītiskie RNS ir ierosināti kā potenciālie kandidāti molekulām, kas, iespējams, radīja pirmās dzīves formas.

Turklāt, tā kā daudzi vīrusi izmanto RNS kā ģenētisku materiālu un daudzi no tiem ir katalītiski. Tāpēc ribozīmi piedāvā iespējas radīt zāles, kas cenšas uzbrukt šiem katalizatoriem.

Indekss

  • 1 Vēsturiskā perspektīva
  • 2 Katalīzes raksturojums
  • 3 Ribozīmu veidi
    • 3.1 I grupas introni
    • 3.2. II grupas introni
    • 3.3. III grupas introni
    • 3.4. Ribonuklāze P
    • 3.5. Bakteriālā ribosoma
  • 4 Ribozīmu evolūcijas sekas
  • 5 Atsauces

Vēsturiskā perspektīva

Daudzus gadus tika uzskatīts, ka vienīgās molekulas, kas spēj piedalīties bioloģiskajā katalīzē, bija olbaltumvielas.

Olbaltumvielas sastāv no divdesmit aminoskābēm - katrai no tām ir dažādas fizikālās un ķīmiskās īpašības -, kas ļauj tās sagrupēt dažādās sarežģītās struktūrās, piemēram, alfa heliktos un beta loksnēs..

1981. gadā notika pirmā ribozīma atklāšana, kas beidzās ar paradigmu, ka vienīgās bioloģiskās molekulas, kas spēj veikt katalīzi, ir olbaltumvielas..

Fermentu struktūras ļauj veikt substrātu un pārveidot to par noteiktu produktu. RNS molekulām ir arī šī spēja salocīt un katalizēt reakcijas.

Faktiski ribozīma struktūra atgādina fermenta struktūru, ar visām tās svarīgākajām daļām, piemēram, aktīvo vietu, substrāta saistīšanas vietu un kofaktoru saistošo vietu..

RNSse P bija viens no pirmajiem atklājamajiem ribozīmiem, un tas sastāv gan no proteīniem, gan RNS. Tā piedalās pārneses RNS molekulu radīšanā, sākot no lielākiem prekursoriem.

Katalīzes raksturojums

Ribozīms ir katalītiskas RNS molekulas, kas spēj paātrināt fosforilgrupas pārneses reakcijas pēc kārtas 10.5 līdz 1011.

Laboratorijas eksperimentos ir pierādīts, ka tie piedalās arī citās reakcijās, piemēram, fosfātu pāresterificēšanā.

Ribozīmu veidi

Ir piecas ribozīmu klases vai veidi: trīs no tiem piedalās pašregulējošās reakcijās, bet atlikušie divi (ribonāzes P un ribosomālā RNS) katalītiskajā reakcijā izmanto citu substrātu. Citiem vārdiem sakot, molekula, kas nav katalītiskā RNS.

I grupas introni

Šāda veida introni ir konstatēti parazītu, sēnīšu, baktēriju un pat vīrusu mitohondriju gēnos (piemēram, T4 bakteriofāgā)..

Piemēram, sugas protozojā Tetrahymena thermofila, introns tiek noņemts no ribosomu RNS prekursora virknē soļu: pirmkārt, nukleozīds vai guanozīna nukleozīds reaģē ar fosfodiestera saiti, kas savieno intronu ar ekson-transesterifikācijas reakciju.

Pēc tam brīvais eksons veic tādu pašu reakciju ekson-introna fosfodiestera saitē introna akceptora grupas beigās..

II grupas introni

II grupas introni ir pazīstami kā "autoempalme", ​​jo šīs RNS spēj pašsaistīties. Šīs kategorijas introni ir atrodami mitohondriju RNS prekursoros sēņu līnijā..

I un II grupa un ribonuklāzes P (skatīt zemāk) ir ribozīms, ko raksturo lielas molekulas, var sasniegt pat vairākus simtus nukleotīdu garumā un veidot sarežģītas struktūras.

III grupas introni

III grupas introni tiek saukti par "autokortējamiem" RNS un ir identificēti augu patogēnos vīrusos.

Šīm RNS ir īpatnība, ka tās spēj griezties genomās RNS nogatavināšanas reakcijā, sākot no prekursoriem ar daudzām vienībām..

Šajā grupā ir viens no populārākajiem un pētītākajiem ribozīmiem: ribozīma āmura galvas. Tas ir atrodams augu infekciozajos ribonukleīnos, ko sauc par viroīdiem.

Šiem līdzekļiem ir nepieciešama paššķilšanās process, lai pavairotu un ražotu vairākas pašas eksemplārus nepārtrauktā RNS ķēdē.

Viroīdi ir jāatdala viens no otra, un šo reakciju katalizē RNS secība, kas atrodama abās saistošā reģiona pusēs. Viena no šīm sekvencēm ir "āmura galva", un tā nosaukta par tās sekundārās struktūras līdzību šim instrumentam.

Ribonuklāze P

Ceturto veidu ribozīmus veido gan RNS molekulas, gan proteīni. Ribonuklāzēs RNS struktūra ir būtiska, lai veiktu katalītisko procesu.

Šūnu vidē, ribonuklāze P darbojas tāpat kā proteīna katalizatori, samazinot pārneses RNS prekursorus, lai radītu nobriedušu 5 'galu.

Šis komplekss spēj veikt tādu motīvu atpazīšanu, kuru sekvences nav mainījušās pārneses RNS prekursoru evolūcijas gaitā (vai ir mainījušās ļoti maz). Lai saistītu substrātu ar ribozīmu, tā plaši neizmanto komplementaritāti starp pamatnēm.

Tie atšķiras no iepriekšējās grupas (hammerhead ribozymes) un RNS, kas ir līdzīgi šim, pēc gala griezuma produkta: ribonukleaze rada 5'-gala fosfātu..

Bakteriālā ribosoma

Pētījumi par baktēriju ribosomu struktūru ļauj secināt, ka tam ir arī ribozīma īpašības. Par katalīzi atbildīgā vieta atrodas 50S apakšvienībā.

Ribozīmu evolūcijas sekas

RNS ar katalītiskām spējām atklāšana ir radījusi hipotēzes, kas saistītas ar dzīves izcelsmi un tās attīstību sākotnējos posmos.

Šī molekula ir "primitīvas RNS pasaules" hipotēzes pamatā. Vairāki autori atbalsta hipotēzi, ka pirms vairākiem miljardiem gadu dzīvei bija jāsākas ar noteiktu molekulu, kas spēj katalizēt savas reakcijas..

Tādējādi, šķiet, ka ribozīms ir potenciālās kandidātvalstis šīm molekulām, kas radīja pirmās dzīves formas.

Atsauces

  1. Devlin, T. M. (2004). Bioķīmija: mācību grāmata ar klīniskiem pielietojumiem. Es mainīju.
  2. Müller, S., Appel, B., Balke, D., Hieronymus, R., & Nübel, C. (2016). Trīsdesmit pieci gadi pētījumi par ribozīmiem un nukleīnskābes katalīzi: kur mēs šodien stāvam? F1000Research, 5, F1000 fakultāte Rev-1511.
  3. Strobels, S.A. (2002). Ribozīms / katalītiskā RNS. Molekulārās bioloģijas enciklopēdija.
  4. Voet, D., Voet, J. G. un Pratt, C. W. (2014). Bioķīmijas pamati. Ed. Panamericana Medical.
  5. Walter, N. G., un Engelke, D. R. (2002). Ribozīmi: katalītiskās RNS, kas sagriež lietas, dara lietas un dara nepāra un noderīgus darbus. Biologs (Londona, Anglija), 49(5), 199.
  6. Watson, J. D. (2006). Gēna molekulārā bioloģija. Ed. Panamericana Medical.