خصائص وأنواع الريبوزيم

ال الريبوزيمات هم الحمض النووي الريبي (الحمض النووي الريبي) مع القدرة الحفازة ، وهذا هو ، قادرة على تسريع التفاعلات الكيميائية التي تحدث في الكائن الحي. يمكن أن تعمل بعض الريبوزيم بمفردها ، بينما يحتاج البعض الآخر إلى وجود بروتين لإجراء الحفز بفعالية.

تشارك الريبوزيمات المكتشفة حتى الآن في تفاعلات توليد جزيئات الحمض النووي الريبي الناقلة وفي تفاعلات الربط: transesterification تشارك في إزالة الإنترونات من جزيئات الحمض النووي الريبي ، سواء رسول ، نقل أو الريبوسوم. حسب وظيفتها ، يتم تصنيفها إلى خمس مجموعات.

أثار اكتشاف الريبوزيمات اهتمام العديد من علماء الأحياء. تم اقتراح هذه الرناوات الحفزية كمرشح محتمل للجزيئات التي ، ربما ، أدت إلى ظهور أشكال الحياة الأولى.

بالإضافة إلى ذلك ، حيث أن العديد من الفيروسات تستخدم الحمض النووي الريبي كمادة وراثية والعديد منها محفز. لذلك ، توفر الريبوزيمات فرصًا لإنتاج أدوية تسعى لمهاجمة هذه المحفزات.

مؤشر

• 1 منظور تاريخي
• 2 خصائص الحفز
• 3 أنواع من الريبوزيمات
  • 3.1 إنترونات المجموعة الأولى
  • 3.2 إنترونات المجموعة الثانية
  • 3.3 إنترونات المجموعة الثالثة
  • 3.4 ريبونوكلياز P
  • 3.5 الريبوسوم البكتيري
• 4 الآثار التطورية للريبوزيم
• 5 المراجع

المنظور التاريخي

لسنوات عديدة كان يعتقد أن الجزيئات الوحيدة القادرة على المشاركة في الحفز البيولوجي هي البروتينات.

تتكون البروتينات من 20 من الأحماض الأمينية - ولكل منها خواص فيزيائية وكيميائية مختلفة - تسمح بتجميعها في مجموعة متنوعة واسعة من الهياكل المعقدة ، مثل هيلا ألفا وأوراق بيتا.

في عام 1981، كان هناك اكتشاف إنزيم الحمض النووي الريبوزي الأول، وإنهاء النموذج أن الجزيئات البيولوجية الوحيدة هي قادرة على أداء البروتينات الحفز.

تسمح هياكل الإنزيمات بأخذ ركيزة وتحويلها إلى منتج معين. جزيئات الحمض النووي الريبي أيضا هذه القدرة على طي وتحفيز ردود الفعل.

في الواقع ، تشبه بنية الريبوزيم بنية الإنزيم ، مع جميع أجزائه البارزة ، مثل الموقع النشط ، وموقع ربط الركيزة ، وموقع ربط العامل المساعد..

كان RNAse P أحد أوائل الريبوزيمات التي تم اكتشافها ويتكون من كل من البروتينات والحمض النووي الريبي. وتشارك في توليد جزيئات نقل الحمض النووي الريبي بدءا من السلائف الكبيرة.

خصائص الحفز

الريبوزيمات هي جزيئات الحمض النووي الريبي الحفاز قادرة على تسريع ردود الفعل نقل مجموعة الفسفوريل بأوامر من 10.⁵ الى 10¹¹.

في التجارب المختبرية ، ثبت أيضًا أنهم شاركوا في تفاعلات أخرى ، مثل التحول من الفوسفات.

أنواع الريبوزيمات

هناك خمس فئات أو أنواع من الريبوزيمات: ثلاثة من هؤلاء يشاركون في تفاعلات التعديل الذاتي ، في حين أن الفئتين المتبقيتين (ريبوناز P والريبوسوم RNA) يستخدمان ركيزة مختلفة في التفاعل الحفاز. بمعنى آخر ، جزيء غير الحمض النووي الريبي الحفاز.

Introns المجموعة الأولى

هذه إنترونات موجودة في جينات الميتوكوندريا من الطفيليات والفطريات والبكتيريا والفيروسات ل(كما T4 عاثية).

على سبيل المثال ، في protozoan من الأنواع تتراهيمينا ثيروفيلا, تتم إزالة إنترون من سلائف الحمض النووي الريبي الريباسي في سلسلة من الخطوات: أولاً ، يتفاعل النيوكليوسيد أو نيوكليوسيد الجانوساين مع رابطة فسفودستر التي تربط بين الإنترون وتفاعل تحويل الإكسون.

ثم ، يقوم exon الحر بنفس التفاعل في رابطة phosphodiester exon في نهاية مجموعة متقبل intron.

Introns المجموعة الثانية

تُعرف الإنترونات الخاصة بالمجموعة II باسم "autempalme" ، نظرًا لأن هذه الرناوات قادرة على الارتباط الذاتي. تم العثور على الإنترونات من هذه الفئة في سلائف الحمض النووي الريبي الميتوكوندريا في نسب الفطريات.

المجموعتان الأولى والثانية والنوى الريبية P (انظر أدناه) عبارة عن ريبوزيمات تتميز بأنها جزيئات كبيرة ، ويمكن أن تصل إلى عدة مئات من النيوكليوتيدات في الطول ، وتشكيل هياكل معقدة.

Introns المجموعة الثالثة

تسمى الإنترونات من المجموعة الثالثة الحمض النووي الريبي "autocortable" RNA وتم تحديدها في الفيروسات المسببة للأمراض من النباتات.

تتمتع هذه الرناوات بخصوصية القدرة على قطع نفسها في رد فعل نضوج الرناوات الجينومية ، بدءًا من السلائف التي تحتوي على وحدات كثيرة.

في هذه المجموعة هي واحدة من أكثر الريبوزيمات شعبية ودراستها: رأس المطرقة الريبوزيم. تم العثور على هذا في العوامل الوراثية للعدوى للنباتات ، التي تسمى الفيروسات.

تتطلب هذه العوامل عملية التقليم الذاتي للنشر وإنتاج عدة نسخ من أنفسهم في سلسلة RNA مستمرة.

يجب فصل الفيروسات عن بعضها البعض ، ويتم تحفيز هذا التفاعل من خلال تسلسل الحمض النووي الريبي الموجود على جانبي منطقة الربط. أحد هذه التسلسلات هو "رأس المطرقة" والمسمى لتشابه هيكلها الثانوي مع هذه الأداة.

ريبونوكلياز P

النوع الرابع من الريبوزيم يتكون من جزيئات الحمض النووي الريبي والبروتينات. في النواة ، تكون بنية الحمض النووي الريبي حيوية لتنفيذ العملية الحفازة.

في البيئة الخلوية ، يعمل الريبونوكلياز P بنفس الطريقة التي تعمل بها عوامل حفازة البروتين ، عن طريق قطع سلائف الحمض النووي الريبي الناقلة من أجل توليد نهاية ناضجة 5 '.

هذا المجمع هو قادر على الاعتراف تسلسل التي لم تتغير في سياق تطور الدوافع (أو تغيرت قليلا جدا) السلائف نقل RNA. للانضمام إلى الركيزة إلى إنزيم الحمض النووي الريبوزي، وهذا لا تستخدم على نطاق واسع التكامل بين قواعد.

وهي تختلف من المجموعة المذكورة أعلاه (الريبوزيمات المطرقة) ومثل هذه RNA، وقطع المنتج النهائي: ريبونوكلياز تنتج "الفوسفات 5.

الريبوسوم الجرثومي

وقد سمحت الدراسات التي أجريت على هيكل الريبوسوم من البكتيريا إلى استنتاج أن هذا له أيضًا خصائص الريبوزيم. يقع الموقع المسؤول عن الحفز في الوحدة الفرعية 50S.

الآثار التطورية للريبوزيم

أدى اكتشاف الحمض النووي الريبي (RNAs) ذي القدرات الحفازة إلى توليد فرضيات تتعلق بأصل الحياة وتطورها في المراحل الأولية.

هذا الجزيء هو أساس فرضية "عالم RNA البدائي". العديد من الكتاب تدعم الفرضية القائلة بأن آلاف الملايين من قبل سنوات، يجب أن الحياة تبدأ مع جزيء معين لديها القدرة على تحفيز التفاعلات الخاصة.

وهكذا ، يبدو أن الريبوزيمات مرشحة محتملة لهذه الجزيئات التي نشأت الأشكال الأولى للحياة.

مراجع

1. Devlin، T. M. (2004). الكيمياء الحيوية: كتاب مدرسي مع تطبيقات سريرية. أنا عكس.
2. Müller، S.، Appel، B.، Balke، D.، Hieronymus، R.، & Nübel، C. (2016). خمسة وثلاثون عامًا من البحث في الريبوزيم وحفز الحمض النووي: أين نقف اليوم؟ F1000Research، 5، F1000 Faculty Rev-1511.
3. Strobel، S. A. (2002). الريبوزيم / الحمض النووي الريبي الحفاز. موسوعة البيولوجيا الجزيئية.
4. Voet، D.، Voet، J. G.، & Pratt، C. W. (2014). أساسيات الكيمياء الحيوية. Ed. Panamericana Medical.
5. Walter، N. G.، & Engelke، D. R. (2002). الريبوزيمات: الرناوات الحفزية التي تقطع الأشياء وتصنع الأشياء وتؤدي وظائف غريبة ومفيدة. عالم أحياء (لندن ، إنجلترا), 49(5) ، 199.
6. واتسون ، ج. دي (2006). البيولوجيا الجزيئية للجين. Ed. Panamericana Medical.