Co to jest rybozym?
Ribozym jest cząsteczką kwasu rybonukleinowego (RNA), która ma zdolność działania jako katalizator w reakcji chemicznej. Termin rybozym jest skrótem enzymu kwasu rybonukleinowego. Przed odkryciem rybozymów w latach 80. uważano, że tylko białka mogą działać jako enzymy i reakcje katalizujące. Obecnie wiadomo, że rybozymy uczestniczą również w wielu ważnych funkcjach wewnątrzkomórkowych i mogą mieć zastosowania terapeutyczne ze względu na ich zdolność do rozszczepienia RNA. Ribozymy mogą być sztucznie zsyntetyzowane, a także naturalnie wytwarzane.
Główną funkcją rybozymów jest podział wiązań fosfodiestrowych docelowych cząsteczek RNA poprzez hydrolizę. Wiązania fosfodiestra są wiązaniami kowalencyjnymi, które łączą nukleotydy w RNA i DNA ze sobą, tworząc kręgosłup cząsteczki. Hydroliza obejmuje dodanie cząsteczki wody, która ma wpływ rozpuszczenia wiązań. Ribozymy wykorzystują hydrolizę do rozszczepienia innych cząsteczek RNA lub samych siebie, czasami również podwiązania, lub Conn ConnEtcting, dwie podzielone cząsteczki RNA razem w procesie zwanym splicing.
Badanie składania RNA w organizmie jednokomórkowym tetrahymena termophila doprowadziło do odkrycia rybozymów na początku lat 80. Thomas Cech, profesor z University of Colorado w Stanach Zjednoczonych, stwierdził, że RNA w tym organizmie może zarówno przeciąć, jak i podtrzymywać przy braku jakiegokolwiek katalizującego białka. Profesor Cech i Yale University Sidney Altman otrzymali nagrodę Nobla w 1989 roku w dziedzinie chemii za badania nad ribozymami.
Oprócz składania rybozymy katalizują montaż aminokwasów w białka podczas procesu translacji. Tłumaczenie występuje, gdy informacje genetyczne w posłańcym RNA (mRNA) są dekodowane na sekwencję aminokwasów poprzez aktywność rybosomów. RNA rybosomalny (rRNA), główny składnik rybosomów, można zatem również uznać za rybozym.
Wiele różnych rodzajówrybozymów istnieją i zostały zbadane w ich naturalnie występującym stanie. Dwa z nich, rybozym do włosów i rybozym młotowy, znajdują się w satelitarnych RNA w wirusach roślin. Rybozymy młotka zostały zmodyfikowane w laboratorium do stosowania jako środki rozszczepiające RNA.
Uważa się, że zmodyfikowane rybozymy młotka mogą mieć zastosowania kliniczne w terapii genowej. Zdolność do rozszczepienia RNA może pomóc w walce z retrowirusami, ponieważ retrowirusy opierają się na genomie RNA w celu powielania w komórce gospodarza. Naukowcy opracowali również całkowicie syntetyczne rybozymy do podobnych zastosowań medycznych. Zmodyfikowane rybozymy młotka i syntetyczne rybozymy są badane specjalnie jako opcje terapeutyczne leczenia ludzkiego wirusa niedoboru odporności (HIV).