Ριβοζύμη
Ένα ριβοένζυμο (ένζυμο ριβονουκλεϊκού οξέος) είναι ένα μόριο RNA που μπορεί να βοηθήσει ορισμένες βιοχημικές αντιδράσεις, παρόμοια με τη δράση των πρωτεϊνικών ενζύμων.
Τα ριβόζυμα, που ονομάζονται επίσης καταλυτικό RNA, λειτουργούν στο ριβόσωμα για τη σύνδεση αμινοξέων κατά τη σύνθεση πρωτεϊνών. Λαμβάνουν επίσης μέρος στην ωρίμανση του RNA, στην αντιγραφή των ιών και στη βιοσύνθεση του transfer RNA.
Η ανακάλυψη των ριβοζύμων το 1981 έδειξε ότι το RNA μπορεί να είναι τόσο γενετικό υλικό (όπως το DNA) όσο και βιολογικός καταλύτης (όπως τα ένζυμα). Αυτό οδήγησε στην υπόθεση του κόσμου του RNA, σύμφωνα με την οποία το RNA δρα στην εξέλιξη των προβιοτικών αυτοαναπαραγόμενων συστημάτων.
Οι ερευνητές που μελετούν την προέλευση της ζωής έχουν παράγει στο εργαστήριο ριβοένζυμα που μπορούν να καταλύουν τη σύνθεσή τους υπό ορισμένες συνθήκες, όπως ένα ριβοένζυμο RNA πολυμεράσης. Έχουν αναπτυχθεί βελτιωμένες παραλλαγές του ριβοζύμου πολυμεράσης "Round-18". Το "B6.61" είναι σε θέση να προσθέσει έως και 20 νουκλεοτίδια σε ένα πρότυπο εκκινητή σε 24 ώρες, έως ότου αποσυντεθεί με διάσπαση των φωσφοδιεστερικών δεσμών του. Το ριβόζυμο "tC19Z" μπορεί να προσθέσει έως και 95 νουκλεοτίδια με μεγάλη ακρίβεια.
Ορισμένα ριβοένζυμα μπορεί να διαδραματίσουν σημαντικό ρόλο ως θεραπευτικοί παράγοντες, ως ένζυμα που στοχεύουν σε καθορισμένες αλληλουχίες RNA για διάσπαση, ως βιοαισθητήρες και για εφαρμογές στη γονιδιωματική και την ανακάλυψη γονιδίων.
Δομή του ριβοζύμου hammerhead
Ιστορία
Το 1967, οι Carl Woese, Francis Crick και Leslie Orgel πρότειναν ότι το RNA θα μπορούσε να λειτουργήσει ως καταλύτης. Ανακαλύφθηκε ότι το RNA μπορεί να σχηματίσει πολύπλοκες δευτερογενείς δομές.
Τα πρώτα ριβοζίμια ανακαλύφθηκαν τη δεκαετία του 1980. Το 1989, ο Thomas Cech και ο Sidney Altman κέρδισαν το βραβείο Νόμπελ Χημείας για την "ανακάλυψη των καταλυτικών ιδιοτήτων του RNA".
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Ερ: Τι είναι το ριβόζυμο;
A: Ένα ριβόζυμο είναι ένα μόριο RNA που μπορεί να βοηθήσει ορισμένες βιοχημικές αντιδράσεις, παρόμοια με τη δράση των πρωτεϊνικών ενζύμων. Είναι επίσης γνωστό ως καταλυτικό RNA.
Ερ: Ποιοι είναι ορισμένοι από τους ρόλους των ριβοζύμων;
Α: Τα ριβοένζυμα εργάζονται στο ριβόσωμα για τη σύνδεση αμινοξέων κατά τη σύνθεση πρωτεϊνών, λαμβάνουν μέρος στην ωρίμανση του RNA, στην αντιγραφή ιών και στη βιοσύνθεση του transfer RNA.
Ερ: Πώς η ανακάλυψη των ριβοζύμων οδήγησε σε περαιτέρω έρευνα;
Α: Η ανακάλυψη των ριβοζύμων έδειξε ότι το RNA μπορεί να είναι τόσο γενετικό υλικό (όπως το DNA) όσο και βιολογικός καταλύτης (όπως τα ένζυμα). Αυτό οδήγησε στην ανάπτυξη της υπόθεσης του κόσμου του RNA, η οποία υποδηλώνει ότι το RNA δρα στην εξέλιξη των προβιοτικών αυτοαναπαραγόμενων συστημάτων.
Ερ: Μπορούν οι επιστήμονες να δημιουργήσουν τεχνητά ριβοζύμια στα εργαστήρια;
Α: Ναι, οι ερευνητές που μελετούν την προέλευση της ζωής έχουν παράγει τεχνητά ριβοζύμια στα εργαστήρια, τα οποία μπορούν να καταλύουν τη σύνθεσή τους υπό ορισμένες συνθήκες, όπως ένα ριβόζυμο της RNA πολυμεράσης. Έχουν αναπτυχθεί βελτιωμένες παραλλαγές, όπως η πολυμεράση "Round-18" και η "tC19Z", η οποία μπορεί να προσθέσει έως και 95 νουκλεοτίδια με μεγάλη ακρίβεια.
Ερ: Υπάρχουν πιθανές θεραπευτικές εφαρμογές για τα ριβοζύμια;
Α: Ναι, ορισμένοι ερευνητές πιστεύουν ότι ορισμένοι τύποι ριβοζύμων μπορούν να διαδραματίσουν σημαντικό ρόλο ως θεραπευτικοί παράγοντες στοχεύοντας καθορισμένες αλληλουχίες RNAs για διάσπαση ή δρώντας ως βιοαισθητήρες για εφαρμογές γονιδιακής ανακάλυψης και γονιδιωματικής.
Ερ: Τι πρότεινε η "υπόθεση του κόσμου του RNA";
Α: Η "υπόθεση του κόσμου του RNA" προτείνει ότι το RNA παίζει ρόλο σε προβιοτικά αυτοαναπαραγόμενα συστήματα και έχει χρησιμοποιηθεί για να εξηγήσει πώς η ζωή στη Γη ξεκίνησε από μη ζωντανή ύλη πριν από δισεκατομμύρια χρόνια.
