Ribozimler özellikleri ve çeşitleri



ribozimler bunlar, organizmada meydana gelen kimyasal reaksiyonları hızlandırabilen katalitik kapasiteye sahip RNA'dır (ribonükleik asit). Bazı ribozimler tek başlarına hareket edebilir, diğerleri ise katalizörü etkili bir şekilde gerçekleştirmek için bir proteinin varlığına ihtiyaç duyar.

Şimdiye kadar keşfedilen ribozimler, transfer RNA moleküllerinin üretim reaksiyonlarında ve bunların reaksiyonlarında yer almaktadır. ekleme: haberci, transfer veya ribozomal olsun, intronların RNA moleküllerinden uzaklaştırılmasında rol oynayan transesterifikasyon. İşlevlerine bağlı olarak beş gruba ayrılırlar.

Ribozimlerin keşfi birçok biyologun ilgisini çekmiştir. Bu katalitik RNA'lar, muhtemelen ilk yaşam formlarına yol açan moleküller için potansiyel bir aday olarak önerilmiştir..

Ek olarak, çoğu virüs RNA'yı genetik bir materyal olarak kullandığından ve birçoğu katalitik olduğundan. Bu nedenle ribozimler, bu katalizörlere saldırmak isteyen ilaçların yaratılması için fırsatlar sunar..

indeks

  • 1 Tarihsel bakış açısı
  • 2 Katalizin özellikleri
  • 3 Ribozim Çeşitleri
    • 3.1 Grup I'in intronları
    • 3.2 Grup II'nin intronları
    • 3.3 Grup III'ün intronları
    • 3.4 Ribonükleaz P
    • 3.5 Bakteriyel Ribozom
  • 4 Ribozimlerin evrimsel etkileri
  • 5 Kaynakça

Tarihsel bakış açısı

Uzun yıllar boyunca biyolojik katalize katılabilecek tek molekülün proteinler olduğuna inanılıyordu.

Proteinler, her biri farklı fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip yirmi amino asitten müteşekkildir; alfa helisleri ve beta tabakaları gibi çok çeşitli kompleks yapılara ayrılmalarını sağlar..

1981 yılında, ilk ribozimin keşfi gerçekleşti ve bu da kataliz yapabilen tek biyolojik moleküllerin proteinler olduğu paradigmasına son verdi..

Enzimlerin yapıları, bir substratın alınmasına ve belirli bir ürüne dönüştürülmesine izin verir. RNA molekülleri ayrıca reaksiyonları katlama ve katalize etme kabiliyetine sahiptir..

Aslında, bir ribozimin yapısı, aktif bölge, substrat bağlama bölgesi ve kofaktör bağlama bölgesi gibi en belirgin kısımları olan bir enzime benzer..

RNAz P keşfedilen ilk ribozimlerden biriydi ve hem proteinlerden hem de RNA'dan oluşuyordu. Daha büyük öncüllerden başlayan transfer RNA moleküllerinin oluşumuna katılır..

Katalizin özellikleri

Ribozimler, fosforil grubunun transfer reaksiyonlarını 10 büyüklüğüne göre hızlandırabilen katalitik RNA molekülleridir.5 10'a11.

Laboratuvar deneylerinde, fosfatın transesterifikasyonu gibi diğer reaksiyonlara da katıldıkları gösterilmiştir..

Ribozimlerin çeşitleri

Beş sınıf veya tipte ribozimler vardır: bunlardan üçü kendi kendini değiştiren reaksiyonlara katılırken, diğer ikisi (ribonaz P ve ribozomal RNA) katalitik reaksiyonda farklı bir substrat kullanır. Başka bir deyişle, katalitik RNA dışındaki bir molekül.

Grup I intronları

Bu tip intronlar parazitlerin, mantarların, bakterilerin ve hatta virüslerin mitokondriyal genlerinde (örneğin bakteriyofaj T4) bulunur..

Örneğin, türlerin protozoanlarında Tetrahymena thermofila, bir intron ribozomal RNA prekürsöründen bir dizi adımda çıkarılır: ilk olarak, bir nükleosid veya guanozin bir nükleosid, intronu ekzon-transesterifikasyon reaksiyonu ile bağlayan fosfodiester bağı ile reaksiyona girer.

Daha sonra, serbest ekson, intron alıcı grubun sonunda ekzon-intron fosfodiester bağında aynı reaksiyonu gerçekleştirir..

Grup II'nin intronları

Grup II'nin intronları "otoempalme" olarak bilinir, çünkü bu RNA'lar kendiliğinden bağlanabilir. Bu kategorinin intronları, mantar soyunda mitokondriyal RNA öncüllerinde bulunur..

Grup I ve II ve ribonükleazlar P (aşağıya bakınız), büyük moleküller olmasıyla karakterize edilen ribozimlerdir, uzunluğu yüzlerce nükleotite ulaşabilir ve karmaşık yapılar oluşturabilir.

Grup III'ün intronları

III. Grup intronlarına "kendiliğinden düzeltilebilir" RNA denir ve bitkilerin patojenik virüslerinde tanımlanmıştır..

Bu RNA'lar, birçok birim içeren öncüllerden başlayarak, genomik RNA'ların olgunlaşma reaksiyonunda kendilerini kesebilme özelliğine sahiptir..

Bu grupta en popüler ve çalışılan ribozimlerden biridir: ribozim çekiç başı. Bu, viroid adı verilen bitkilerin enfeksiyöz ribonükleik ajanlarında bulunur..

Bu ajanlar, sürekli bir RNA zincirinde kendi kopyalarını çoğaltmak ve çoğaltmak için kendi kendini temizleyen işlemi gerektirir..

Viroidlerin birbirlerinden ayrılması gerekir ve bu reaksiyon, bağlanma bölgesinin her iki tarafında bulunan RNA dizisi tarafından katalize edilir. Bu dizilerden biri "çekiç kafalı" dır ve ikincil yapısının bu aletle benzerliği için adlandırılmıştır..

Ribonükleaz P

Dördüncü tip ribozimler, hem RNA molekülleri hem de proteinler tarafından oluşturulur. Ribonükleazlarda, RNA yapısı katalitik işlemi gerçekleştirmek için hayatidir.

Hücresel ortamda, ribonükleaz P, olgun bir 5 'ucu oluşturmak için transfer RNA öncüllerini keserek protein katalizörleri ile aynı şekilde etki eder..

Bu kompleks, transfer RNA öncüllerinin sekansları evrimi sırasında değişmeyen (veya çok az değişmiş) motiflerin tanınmasını gerçekleştirebilir. Substratı ribozim ile bağlamak için, bazlar arasındaki tamamlayıcılığı yaygın olarak kullanmaz.

Bunlar önceki gruptan (çekiç kafalı ribozimler) ve buna benzer RNA'dan, kesimin son ürününden farklıdır: ribonükleaz 5 'uçta bir fosfat üretir.

Bakteriyel ribozom

Bakterilerin ribozom yapısının çalışmaları, bunun bir ribozimin özelliklerinin de olduğu sonucuna varmıştır. Katalizden sorumlu bölge 50S alt biriminde bulunur.

Ribozimlerin evrimsel etkileri

Katalitik kapasiteye sahip RNA'ların keşfi, başlangıç ​​aşamasında yaşamın kökeni ve evrimi ile ilgili hipotezlerin oluşmasına yol açmıştır..

Bu molekül "ilkel RNA dünyası" hipotezinin temelidir. Birkaç yazar, milyarlarca yıl önce, yaşamın kendi reaksiyonlarını katalize etme yeteneğine sahip belirli bir molekülle başlamak zorunda olduğu hipotezini desteklemektedir..

Böylece, ribozimler, yaşamın ilk formlarını oluşturan bu moleküller için potansiyel adaylar gibi görünmektedir..

referanslar

  1. Devlin, T.M. (2004). Biyokimya: Klinik uygulamaları olan ders kitabı. Geri döndüm.
  2. Müller, S., Appel, B., Balke, D., Hieronymus, R., & Nübel, C. (2016). Ribozimler ve nükleik asit kataliziyle ilgili otuz beş yıllık araştırma: bugün nerede duruyoruz? F1000Araştırma, 5, F1000 Fakülte Rev-1511.
  3. Strobel, S.A. (2002). Ribozim / Katalitik RNA. Moleküler Biyoloji Ansiklopedisi.
  4. Voet, D., Voet, J.G., & Pratt, C.W. (2014). Biyokimyanın Temelleri. Ed. Panamericana Medical.
  5. Walter, N. G. ve Engelke, D.R. (2002). Ribozimler: işleri kesen, yapan ve tuhaf ve faydalı işler yapan katalitik RNA'lar. Biyolog (Londra, İngiltere), 49(5), 199.
  6. Watson, J.D. (2006). Genin moleküler biyolojisi. Ed. Panamericana Medical.