Ribozyme

Ribotsyymit ovat RNA joilla omaisuutta katalysoimaan kemiallisen reaktion spesifinen. Termi "ribotsyymi" on portmanteau- sana, joka muodostuu sanoista "ribonukleiinihappo" ja "  entsyymi  ".

Näiden molekyylien löytäminen 1980-luvulla, Tom Cechin ja Sidney Altmanin itsenäisesti , oli iso yllätys, koska siihen asti proteiinit olivat ainoat biologiset makromolekyylit, joiden tiedettiin katalysoivan kemiallisia reaktioita.

Ribotsyymien katalyyttiset ominaisuudet liittyvät RNA: n kykyyn taitua muodostaen hyvin määritelty kompakti rakenne , mikä, kuten proteiinien tapauksessa, sallii onteloiden muodostumisen, jotka muodostavat ligandia sitovia kohtia . Tarkkaan suuntautuneet reaktiiviset ryhmät suorittavat sitten varsinaisen katalyysin.

Esimerkkejä ribotsyymeistä

Tunnemme nyt tietyn määrän luonnollisia RNA: ita, jotka ovat joko todistettuja ribotsyymejä tai todennäköisiä ribotsyymejä tai jopa autokatalyyttisiä RNA: ita, jotka ovat heidän oma substraatti.

• Ribonukleaasi P mukana kypsymisen tRNA on osoittanut katalyyttinen aktiivisuus. Se on luonnollinen ribotsyymi, jota esiintyy kaikissa soluissa. Se koostuu katalyyttisestä RNA: sta ja yhdestä tai useammasta lisäproteiinista. Sen tehtävänä on katalysoida siirto-RNA: iden kypsymistä .
• Ribosomin on ribotsyymi, joka on perustettu epäsuorasti mutta selvästi päätöslauselmalla sen kiderakenne. Ribosomin aktiivinen kohta, joka katalysoi peptidisidosten synteesireaktiota, koostuu itse asiassa vain ribosomaalisesta RNA: sta .
• Itsekiinnittyvät intronit , jotka pystyvät pilkkomaan erityisesti proteiinien puuttuessa. Vaikka ne pystyvät edistämään silmukoitumista , ne eivät ole tiukassa mielessä katalysaattoreita, koska se on yksi reaktio ilman katalyytin kierrätystä.
• Riboswitches löytyy tietyillä mRNA: on autolyyttistä aktiivisuus: ne katkaisevat itse tehdessään linkitetty aktivoivan ligandiin . Tämä pätee esimerkiksi glukosamiini- 6-fosfaatille spesifiseen ribokytkimeen .
• Silmukointiyksikkövälitteiseen vastaava liittävä sytoplasman intronien eukaryooteissa on todennäköisesti myös ribotsyymi, vaikka tämä ei ole vielä muodollisesti osoitettu.
• Tiettyjen virusten RNA sisältää rakenteita, jotka kykenevät autokatalyyttiseen katkaisuaktiivisuuteen, kuten "vasarapää" ribotsyymi, jolle on tunnusomaista avokadokasvia infektoiva viroidi, samoin kuin hepatiittiviruksen RNA: ssa oleva ribotsyymi .

Lopuksi on olemassa keinotekoisia ribotsyymejä, jotka on eristetty laboratoriossa in vitro -valintaprosessista nimeltä SELEX .

Ribotsyymit ja elämän alkuperä

Ribotsyymien löytäminen on mullistanut elämän alkuperän tutkimuksen . RNA: lla voi olla sekä katalysaattorin rooli että tuki geneettiselle tiedolle. Oli mahdollista kuvitella prebioottinen maailma, jossa RNA olisi ollut kaikkien biologisten toimintojen edeltäjä. Tämä on niin kutsuttu RNA-maailman tai RNA-maailman hypoteesi .

Huomautuksia ja viitteitä

1. (in) C. Guerrier-Takada , K. Gardiner , T. Marsh , N. Pace ja S. Altman , "  RNA-osa ribonukleaasi P on katalyyttinen alayksikkö entsyymin.  ” , Cell , voi.  35,1983, s.  849-857 ( PMID  6197186 )
2. (in) P. Nissen , J. Hansen , N. Ban , PB Moore , TA Steitz , "  rakenteellinen perusta ribosomin toiminnan synteesi peptidisidos.  ” , Science , voi.  289,2000, s.  920-930 ( PMID  10937990 , DOI  10.1126 / tiede 289.5481.920 ) :

   "  Tarkemmin sanottuna ribosomin entsymaattinen aktiivisuus on peptidiilisyntaasiksi kutsuttu RNA-entsyymi, joka on vastuussa peptidisidoksen lisäämisestä kunkin aminohapon välille tulevan polypeptidin muodostamiseksi translaation avausvaiheessa, joka, muistelemme, koostuu yhdistämällä lähettäjän RNA: n nukleotiditripletti siirto-RNA: n kantaman aminohapon kanssa, joka itse kiertää ribosomin kohtien välillä. Tämä RNA- tai ribosymaentsyymi on siksi välttämätön translaatiomekanismille ja on läsnä eukaryooteissa.  "

3. (sisään) W. Gilbert , "  Elämän alkuperä: RNA-maailma  " , Nature , voi.  319,1986, s.  618 ( DOI  10.1038 / 319618a0 )