Ribozima

As ribozimas são RNA que possuem a propriedade de catalisar uma reação química específica. O termo "ribozima" é uma palavra portmanteau formada a partir das palavras "ácido ribonucleico" e " enzima ".

A descoberta dessas moléculas na década de 1980, independentemente por Tom Cech e Sidney Altman , foi uma grande surpresa porque, até então, as proteínas eram as únicas macromoléculas biológicas conhecidas por catalisar reações químicas.

As propriedades catalíticas das ribozimas estão relacionadas à capacidade do RNA de se dobrar para formar uma estrutura compacta bem definida, que, como no caso das proteínas, permite a formação de cavidades formadoras de sítios de ligação ao ligante . Grupos reativos precisamente orientados realizam a catálise real.

Exemplos de ribozimas

Agora conhecemos um certo número de RNAs naturais que são ribozimas comprovadas, ou prováveis ribozimas, ou mesmo RNAs autocatalíticos, que são seu próprio substrato.

A ribonuclease P envolvida na maturação do tRNA tem demonstrado atividade catalítica. É uma ribozima natural encontrada em todas as células. É composto por um RNA catalítico e uma ou mais proteínas acessórias. Sua função é catalisar a maturação dos RNAs de transferência .
O ribossomo também é uma ribozima, que foi estabelecida indiretamente, mas claramente pela resolução de sua estrutura cristalográfica. O sítio ativo do ribossomo, que catalisa a reação de síntese de ligações peptídicas, na verdade é composto apenas pelo RNA ribossômico .
Auto- splicing intrões , capazes de clivar especificamente, na ausência de proteínas. Mesmo que possam promover seu splicing , não são catalisadores propriamente ditos, pois se trata de uma única reação, sem reciclagem do catalisador.
Os riboswitches encontrados em certos mRNAs têm atividade autolítica: eles se clivam quando estão ligados a um ligante de ativação. É o caso, por exemplo, do riboswitch específico para glucosamina -6-fosfato.
O spliceossomo , responsável pelo splicing de íntrons citoplasmáticos em eucariotos, também é provavelmente uma ribozima, embora isso ainda não tenha sido formalmente demonstrado.
O RNA de certos vírus contém estruturas capazes de atividade de clivagem autocatalítica, como a ribozima "cabeça de martelo" caracterizada em um viróide que infecta a planta do abacate, bem como a ribozima presente no RNA do vírus da hepatite. D permitindo a autoclivagem do RNA viral.

Por fim, existem as ribozimas artificiais, isoladas em laboratório a partir de um processo de seleção in vitro denominado SELEX .

Ribozimas e as origens da vida

A descoberta das ribozimas revolucionou o campo do estudo das origens da vida . O RNA pode desempenhar o papel de catalisador e suporte para a informação genética. Tornou-se possível imaginar um mundo pré-biótico onde o RNA teria sido o precursor de todas as funções biológicas. Esta é a chamada hipótese do mundo do RNA ou mundo do RNA .

Notas e referências

(em) C. Guerrier-Takada , K. Gardiner , T. Marsh , N. Pace e S. Altman , " The RNA moiety of ribonuclease P is the catalytic subunit of the enzima. ” , Cell , vol. 35,1983, p. 849-857 ( PMID 6197186 )
(em) P. Nissen J. Hansen , N. Ban , PB Moore , TA Steitz , " The structure basis of ribosome activity in synthide bond. ” , Science , vol. 289,2000, p. 920-930 ( PMID 10937990 , DOI 10.1126 / science.289.5481.920 ) :
“ Mais precisamente, a atividade enzimática do ribossomo é transportada por uma enzima de RNA chamada peptydil sintase, responsável por adicionar uma ligação peptídica entre cada aminoácido para formar o futuro polipeptídeo durante a etapa chave da tradução, que deve ser lembrada, consiste na associação um tripleto de nucleotídeos no RNA mensageiro com um aminoácido transportado pelo RNA de transferência, ele próprio circulando entre os locais do ribossomo. Este RNA ou enzima ribossima é, portanto, essencial para o mecanismo de tradução e é onipresente em eucariotos. "
(em) W. Gilbert , " Origin of Life: The RNA world " , Nature , vol. 319,1986, p. 618 ( DOI 10.1038 / 319618a0 )