Hva er et ribozym?

Et ribozym er et molekyl av ribonukleinsyre (RNA) som har evnen til å fungere som en katalysator i en kjemisk reaksjon. Begrepet ribozym er en forkortelse av ribonukleinsyreenzym. Før ribozymer ble oppdaget på 1980 -tallet, trodde man at bare proteiner kunne fungere som enzymer og katalysere reaksjoner. Det er nå kjent at ribozymer også deltar i mange viktige intracellulære funksjoner og kan ha terapeutiske anvendelser på grunn av deres evne til å spalte RNA. Ribozymer kan syntetiseres kunstig så vel som naturlig produsert.

Hovedfunksjonen til ribozymer er å dele fosfodiesterbindinger av mål -RNA -molekyler gjennom hydrolyse. Fosfodiesterbindinger er kovalente bindinger som kobler nukleotider i RNA og DNA sammen, og danner ryggraden i molekylet. Hydrolyse innebærer tilsetning av et vannmolekyl, som har effekten av å oppløse bindingene. Ribozymer bruker hydrolyse for å spalte andre RNA -molekyler eller seg selv, noen ganger også ligating, eller connecting, to delte RNA -molekyler sammen i en prosess som kalles spleising.

Studie av RNA -skjøting i den encellede organismen Tetrahymena Thermophila førte til oppdagelsen av ribozymer på begynnelsen av 1980 -tallet. Thomas Cech, en professor ved University of Colorado i USA, fant at RNA i denne organismen både kunne kutte og lure seg selv i fravær av noe katalyserende protein. Cech og Yale University -professor Sidney Altman ble tildelt Nobelprisen i 1989 i kjemi for sin forskning på Ribozymes.

I tillegg til spleising, katalyserer ribozymer montering av aminosyrer til proteiner under translasjonsprosessen. Oversettelse skjer når genetisk informasjon i messenger RNA (mRNA) avkodes til en sekvens av aminosyrer gjennom aktiviteten til ribosomer. Ribosomalt RNA (rRNA), en hovedkomponent i ribosomer, kan derfor også betraktes som et ribozym.

Mange forskjellige typerav ribozymer eksisterer og har blitt studert i deres naturlig forekommende tilstand. To av disse, hårnålen ribozyme og hammerhodet ribozyme, finnes i satellitt -RNA i plantevirus. Hammerhead ribozymer er blitt modifisert i laboratoriet for bruk som RNA -spaltingsmidler.

Det antas at modifiserte Hammerhead -ribozymer kan ha kliniske anvendelser i genterapi. Evnen til å spalte RNA kan bidra til å bekjempe retrovirus, siden retrovirus er avhengige av et RNA -genom for duplisering i vertscellen. Forskere har også utviklet seg fullstendig syntetiske ribozymer for lignende medisinske anvendelser. Modifiserte Hammerhead -ribozymer og syntetiske ribozymer forskes spesielt som terapeutiske alternativer for behandling av humant immunsviktvirus (HIV).