Attività del ribozima

I ribozimi sono molecole del RNA che sono capaci di catalisi della reazione chimica. I ribozimi si presentano naturalmente dentro le celle in cui svolgono un ruolo essenziale nel ribosoma, unenti insieme gli amminoacidi alle catene della proteina del modulo. I ribozimi egualmente svolgono un ruolo in altre reazioni vitali quali l'impionbatura del RNA, la biosintesi del RNA di trasferimento e la replicazione virale.

Per molti anni, i ricercatori hanno ritenuto che soltanto le proteine ed i loro cofattori avessero la complessità strutturale richiesta per catalizzare le reazioni specifiche in celle. Tuttavia, dentro verso il 1980, i ricercatori piombo da Tom Cech e Sidney Altman ha scoperto che alcuni enzimi sono fatti di RNA. La prima innovazione era che il gruppo di Cech all'università di colorado ha trovato che un RNA era presente nei protozoi chiamati tetrahymena thermophila che era capace dell'impionbatura, indipendentemente da una proteina o da una fonte di energia esterna.

Dopo, il gruppo di Altman all'Yale University ha scoperto un altro RNA indipendente in un enzima chiamato ribonucleasi P, che è trovata in Escherichia coli. Il concetto degli enzimi fatti di RNA ha guadagnato il credito ed ha capovolto la nozione che il RNA era soltanto un composto intermedio nel corso di sintesi delle proteine da DNA. Invece, l'attività catalitica intrinseca di RNA stessa è stata rivelata, un'individuazione per cui i due scienziati hanno ricevuto al premio Nobel in chimica nel 1989. Questi ribozimi esibiscono tutte le stesse funzionalità come enzima della proteina compreso stabilizzazione dello stato di transizione, la specificità e la cinetica di Michaelis Menten.

I ribozimi sono presenti nel nucleo, nei mitocondri e nei cloroplasti degli eucarioti come pure in alcuni virus. Questi catalizzatori del RNA sono raggruppati dal loro tipo chimico, ma indipendentemente dal tipo, tutto il RNA è associato con gli ioni del metallo quali potassio (K+) o magnesio (Mg2+), che svolgono i ruoli essenziali nella catalisi delle reazioni.

La maggior parte dei ribozimi sono compresi nel trattamento del RNA. O serviscono da “forbici molecolari„ e fendono le catene del RNA di precursore o serviscono da “cucitrici meccaniche„ che legano insieme due molecole di RNA. Sebbene la maggior parte dei obiettivi dei ribozimi siano RNA, la prova suggerisce che il montaggio degli amminoacidi in una proteina che si presenta durante la traduzione egualmente sia catalizzato da RNA, significante il RNA ribosomiale stesso sia egualmente un ribozima.

Così come la rappresentazione del lavoro di Cech che gli enzimi fatti di RNA esistono, egualmente ha dimostrato che introni, che precedentemente erano stati considerati come sequenze genetiche di non codifica non era realmente “il ciarpame„ affatto. Il gruppo di tetrahymena del Cech del ribozima scoperto era un introne stesso e la prova da allora ha dimostrato quella come pure avendo attività catalitica intrinseca, codice di alcuni introni per le proteine che sono necessarie affinchè DNA ed il RNA fossero elaborate.

Il RNA quindi è stato trovato per avere parecchie funzioni, sia come repository di codice genetico che come catalizzatore nella sintesi delle proteine. Come la nozione che il RNA ha avuto i beni essenziali alla creazione di vita umana hanno guadagnato il credito, “l'ipotesi del mondo del RNA„ nasceva, che ha specificato che la vita basata su DNA e su proteina è stata preceduta da RNA, in cui il RNA ha agito entrambi come gli enzimi e materiale genetico cellulari. Nel corso di metabolismo cellulare che è avanzato, c'era una necessità aumentante di transitare agli enzimi basati su proteina ed affinchè il materiale genetico sia più stabile, sotto forma di DNA. I ricercatori eccitati da questa ipotesi hanno cominciato cercare molti organismi nella caccia più ribozima “fossili„.

I ricercatori hanno sviluppato i ribozimi sintetici in laboratorio che possono catalizzare la loro propria sintesi nelle circostanze specifiche. Un esempio importante è il ribozima del RNA polimerasi. Facendo uso di mutagenesi e della selezione, gli scienziati sono riuscito a sviluppare e migliorare le varianti del ribozima della polimerasi Round-18 dal 2001. Il più riuscito di questi è chiamato B6.61, che può aggiungere a 20 nucleotidi ad un modello della mano di fondo durante 24 ore.

Sorgenti

  1. http://www.pharmacophorejournal.com/May-June2012-article2.pdf
  2. chemistry.osu.edu/.../Lilley_TIBS03.pdf
  3. http://scottlab.ucsc.edu/scottlab/reprints/1996_scott_tibs.pdf
  4. http://www.scs.illinois.edu/silverman/docs/SilvermanPub52.pdf
  5. www.annualreviews.org/.../annurev.biophys.30.1.457
  6. http://www.encyclopedia.com/topic/Ribozyme.aspx
  7. http://www.nature.com/horizon/rna/background/ribozymes.html

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Last Updated: Aug 23, 2018

Sally Robertson

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Sally Robertson

Sally has a Bachelor's Degree in Biomedical Sciences (B.Sc.). She is a specialist in reviewing and summarising the latest findings across all areas of medicine covered in major, high-impact, world-leading international medical journals, international press conferences and bulletins from governmental agencies and regulatory bodies. At News-Medical, Sally generates daily news features, life science articles and interview coverage.

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