Vad är ett ribozym?

Ett ribozym är en molekyl av ribonukleinsyra (RNA) som har förmågan att fungera som en katalysator i en kemisk reaktion. Termen ribozym är en förkortning av ribonukleinsyraenzym. Innan ribozymer upptäcktes på 1980 -talet trodde man att endast proteiner kunde fungera som enzymer och katalysera reaktioner. Det är nu känt att ribozymer också deltar i många viktiga intracellulära funktioner och kan ha terapeutiska tillämpningar på grund av deras förmåga att klyva RNA. Ribozymer kan artificiellt syntetiseras såväl som naturligt producerade.

Huvudfunktionen för ribozymer är att dela fosfodiesterbindningarna för mål -RNA -molekyler genom hydrolys. Fosfodiesterbindningar är kovalenta bindningar som kopplar nukleotider i RNA och DNA tillsammans och bildar ryggraden i molekylen. Hydrolys involverar tillsats av en vattenmolekyl, som har effekten att lösa bindningarna. Ribozymer använder hydrolys för att klyva andra RNA -molekyler eller sig själva, ibland också ligerande eller connEcting, två delade RNA -molekyler tillsammans i en process som kallas skarvning.

Studie av RNA -skarvning i den encellulära organmen Tetrahymena Thermophila ledde till upptäckten av ribozymer i början av 1980 -talet. Thomas Cech, professor vid University of Colorado i USA, fann att RNA i denna organisme både kunde klippa och lyfta sig i frånvaro av något katalyserande protein. Cech och Yale University Professor Sidney Altman tilldelades Nobelpriset 1989 i kemi för sin forskning om ribozymer.

Förutom skarvning katalyserar ribozymer sammansättningen av aminosyror till proteiner under översättningen. Översättning inträffar när genetisk information i messenger RNA (mRNA) avkodas till en sekvens av aminosyror genom aktiviteten hos ribosomer. Ribosomalt RNA (rRNA), en huvudkomponent i ribosomer, kan därför också betraktas som ett ribozym.

Många olika typerav ribozymer finns och har studerats i deras naturligt förekommande tillstånd. Två av dessa, hårnålen ribozym och hammerhuvud ribozym, finns i satellit -RNA i växtvirus. Hammerhead -ribozymer har modifierats i laboratoriet för användning som RNA -klyvningsmedel.

Det tros att modifierade hammerhead -ribozymer kan ha kliniska tillämpningar inom genterapi. Förmågan att klyva RNA kan hjälpa till att bekämpa retrovirus, eftersom retrovirus förlitar sig på ett RNA -genom för duplicering i värdcellen. Forskare har också utvecklat helt syntetiska ribozymer för liknande medicinska tillämpningar. Modifierade hammerhead -ribozymer och syntetiska ribozymer undersöks specifikt som terapeutiska alternativ för att behandla humant immunbristvirus (HIV).