¿Qué es una ribozima?
Una ribozima es una molécula de ácido ribonucleico (ARN) que tiene la capacidad de actuar como catalizador en una reacción química. El término ribozima es una abreviatura de la enzima de ácido ribonucleico. Antes de que se descubrieran ribozimas en la década de 1980, se pensaba que solo las proteínas podían actuar como enzimas y catalizar reacciones. Ahora se sabe que las ribozimas también participan en muchas funciones intracelulares importantes y pueden tener aplicaciones terapéuticas debido a su capacidad para escindir ARN. Las ribozimas se pueden sintetizar artificialmente y producirse naturalmente.
La función principal de las ribozimas es dividir los enlaces fosfodiesteros de las moléculas de ARN diana a través de la hidrólisis. Los enlaces fosfodiesteros son enlaces covalentes que unen los nucleótidos en el ARN y el ADN juntos, formando la columna vertebral de la molécula. La hidrólisis implica la adición de una molécula de agua, que tiene el efecto de disolver los enlaces. Las ribozimas usan la hidrólisis para escindir otras moléculas de ARN o ellos mismos, a veces también ligando o connecting, dos moléculas de ARN divididas juntas en un proceso llamado empalme.
El estudio del empalme de ARN en el organismo unicelular Tetrahymena thermophila condujo al descubrimiento de ribozimas a principios de la década de 1980. Thomas Cech, profesor de la Universidad de Colorado en los Estados Unidos, descubrió que el ARN en este organismo podría cortarse y ligarse en ausencia de cualquier proteína catalizada. El profesor de la Universidad de Cech y Yale, Sidney Altman, recibió el Premio Nobel de Química de 1989 por su investigación sobre ribozimas.
Además del empalme, las ribozimas catalizan el ensamblaje de aminoácidos en proteínas durante el proceso de traducción. La traducción ocurre cuando la información genética en el ARN mensajero (ARNm) se decodifica en una secuencia de aminoácidos a través de la actividad de los ribosomas. El ARN ribosómico (rRNA), un componente principal de los ribosomas, también puede considerarse una ribozima.
Muchos tipos diferentesde las ribozimas existen y se han estudiado en su estado natural. Dos de estos, la ribozima de horquilla y la ribozima martillos, se encuentran en ARN satelitales en virus vegetales. Las ribozimas de cabeza de martillo se han modificado en el laboratorio para su uso como agentes de escisión de ARN.
Se cree que las ribozimas de martillo modificadas pueden tener aplicaciones clínicas en la terapia génica. La capacidad de escindir ARN puede ayudar a combatir los retrovirus, ya que los retrovirus se basan en un genoma de ARN para la duplicación en la célula huésped. Los investigadores también han desarrollado ribozimas completamente sintéticas para aplicaciones médicas similares. Las ribozimas de martillo modificadas y las ribozimas sintéticas se están investigando específicamente como opciones terapéuticas para tratar el virus de inmunodeficiencia humana (VIH).