Hvad er et ribozym?
Et ribozym er et molekyle af ribonukleinsyre (RNA), der har evnen til at fungere som en katalysator i en kemisk reaktion. Udtrykket ribozym er en forkortelse af ribonukleinsyreenzym. Før ribozymes blev opdaget i 1980'erne, troede man, at kun proteiner kunne fungere som enzymer og katalysere reaktioner. Det er nu kendt, at ribozymer også deltager i mange vigtige intracellulære funktioner og kan have terapeutiske anvendelser på grund af deres evne til at spalte RNA. Ribozymer kan syntetiseres kunstigt såvel som naturligt producerede.
Den vigtigste funktion af ribozymer er at opdele phosphodiesterbindingerne i mål-RNA-molekyler gennem hydrolyse. Phosphodiesterbindinger er kovalente bindinger, der forbinder nukleotider i RNA og DNA sammen og danner rygraden i molekylet. Hydrolyse involverer tilsætning af et vandmolekyle, der har virkningen af at opløse bindingerne. Ribozymer bruger hydrolyse til at spalte andre RNA-molekyler eller sig selv, undertiden også ligering eller forbindelse af to opdelte RNA-molekyler sammen i en proces kaldet splejsning.
Undersøgelse af RNA-splejsning i den encellede organisme Tetrahymena thermophila førte til opdagelsen af ribozymer i de tidlige 1980'ere. Thomas Cech, professor ved University of Colorado i USA, fandt, at RNA i denne organisme både kunne skære og ligere sig selv i fravær af noget katalyserende protein. Cech og Yale University-professor Sidney Altman blev tildelt Nobelprisen i kemi fra 1989 for deres forskning på ribozymer.
Foruden splejsning katalyserer ribozymer samlingen af aminosyrer til proteiner under processen med translation. Oversættelse sker, når genetisk information i messenger-RNA (mRNA) dekodes til en sekvens af aminosyrer gennem aktiviteten af ribosomer. Ribosomalt RNA (rRNA), en hovedbestanddel af ribosomer, kan derfor også betragtes som et ribozym.
Der findes mange forskellige typer af ribozymer og er blevet undersøgt i deres naturligt forekommende tilstand. To af disse, hårnålen ribozym og hammerhoved ribozymet findes i satellit-RNA'er i plantevirus. Hammerhead ribozymes er blevet modificeret i laboratoriet til anvendelse som RNA-spaltningsmidler.
Det antages, at modificerede hammerhead-ribozymer kan have kliniske anvendelser i genterapi. Evnen til at spalte RNA kan hjælpe med at bekæmpe retrovira, da retrovira er afhængige af et RNA-genom til duplikation i værtscellen. Forskere har også udviklet fuldstændigt syntetiske ribozymer til lignende medicinske anvendelser. Modificerede hammerhead-ribozymer og syntetiske ribozymer undersøges specifikt som terapeutiske muligheder for behandling af human immundefektvirus (HIV).