الريبوزيمات والحمض النووي الريبوزي المحفز

جزيئات الحمض النووي الريبوزي (RNA) التي تعمل كإنزيمات — من الإنترونات ذاتية الوصل إلى الريبوسوم — وما تعنيه وجودها لأصل الحياة.

Definition

الريبوزيمات هي جزيئات الحمض النووي الريبوزي (RNA) التي تحفز تفاعلات كيميائية حيوية محددة؛ الحمض النووي الريبوزي المحفز هو الظاهرة الأوسع للتحفيز القائم على الحمض النووي الريبوزي، حيث يقوم موقع نشط للحمض النووي الريبوزي المطوي، بدلاً من البروتين، بتسريع تفاعل مثل شطر الحمض النووي الريبوزي، أو ربطه، أو تكوين الرابطة الببتيدية.

Scope

يغطي هذا الموضوع التفاعلات المحفزة بواسطة الحمض النووي الريبوزي (RNA) والجزيئات التي تقوم بها: الإنترونات ذاتية الوصل من المجموعتين الأولى والثانية، ومكون الحمض النووي الريبوزي لإنزيم RNase P، والريبوزيمات الصغيرة ذاتية الانشطار، والريبوسوم كمثال رئيسي للريبوزيم الطبيعي. ويتناول كيف تحقق المواقع النشطة للحمض النووي الريبوزي المطوي التحفيز، وأهمية الحمض النووي الريبوزي المحفز لفرضية عالم الحمض النووي الريبوزي. وتُغطى البيولوجيا العامة لبنية الحمض النووي الريبوزي في موضوع مصاحب.

Core questions

• كيف يمكن لجزيء الحمض النووي الريبوزي أن يحفز تفاعلًا كيميائيًا؟
• ما أنواع التفاعلات التي تقوم بها الريبوزيمات الطبيعية؟
• لماذا يعتبر الريبوسوم ريبوزيمًا؟
• ماذا يعني الحمض النووي الريبوزي المحفز لتطور الحياة المبكر؟

Key theories

يمكن أن يكون الحمض النووي الريبوزي إنزيمًا

أظهر تشيك أن إنترون Tetrahymena يستأصل نفسه بدون بروتين، مما أثبت أن الحمض النووي الريبوزي يمكن أن ينطوي في موقع نشط ويحفز تفاعلًا، مما قلب الافتراض بأن جميع الإنزيمات بروتينات.

تأثير عالم الحمض النووي الريبوزي

نظرًا لأن الحمض النووي الريبوزي يمكنه تخزين المعلومات وتحفيز التفاعلات، بما في ذلك تكوين الرابطة الببتيدية في الريبوسوم، فإن الحمض النووي الريبوزي المحفز يدعم الفرضية القائلة بأن الأيض القائم على الحمض النووي الريبوزي سبق الحمض النووي (DNA) والإنزيمات البروتينية.

Mechanisms

ينطوي الريبوزيم في بنية ثلاثية دقيقة تضع المجموعات التفاعلية وغالبًا ما تنسق أيونات المعادن لتثبيت الحالات الانتقالية، تمامًا كما يفعل الإنزيم البروتيني. تحفز الإنترونات ذاتية الوصل استئصالها الخاص من خلال تفاعلات الأسترة التبادلية؛ تقوم الوحدة الفرعية للحمض النووي الريبوزي لإنزيم RNase P بشطر الحمض النووي الريبوزي الناقل الأولي؛ تقوم الريبوزيمات الصغيرة ذاتية الانشطار بقطع هيكلها العظمي الخاص؛ ويحفز الحمض النووي الريبوزي للريبوسوم تكوين الرابطة الببتيدية. في كل حالة، تكمن القوة التحفيزية في الحمض النووي الريبوزي المطوي نفسه، بمساعدة البروتينات المرتبطة به أحيانًا.

Clinical relevance

تُفيد الريبوزيمات المهندسة والطبيعة الريبوزيمية للريبوسوم في أدوات البحث التي تستهدف الحمض النووي الريبوزي وعمل المضادات الحيوية؛ تُقدم كأهمية، وليست إرشادات سريرية.

History

أثبت تقرير تشيك عام 1982 عن الحمض النووي الريبوزي ذاتي الوصل وعمل ألتمان الموازي على الحمض النووي الريبوزي المحفز لإنزيم RNase P وجود الحمض النووي الريبوزي المحفز، والذي حاز على جائزة نوبل في الكيمياء عام 1989؛ وقد عزز العمل الهيكلي اللاحق الذي أظهر أن الريبوسوم ريبوزيم أهمية الحمض النووي الريبوزي التحفيزية.

Key figures

• Thomas Cech
• Sidney Altman
• Harry Noller

Seminal works

• kruger1982
• watson2013

Frequently asked questions

ما هو الريبوزيم؟

جزيء الحمض النووي الريبوزي (RNA) الذي يعمل كإنزيم، مستخدمًا بنيته المطوية لتحفيز تفاعل كيميائي مثل قطع أو ربط الحمض النووي الريبوزي.

لماذا يعتبر الحمض النووي الريبوزي المحفز مهمًا لأصل الحياة؟

إنه يظهر أن نوعًا واحدًا من الجزيئات يمكنه تخزين المعلومات وتحفيز التفاعلات، مما يجعل الحياة المبكرة القائمة على الحمض النووي الريبوزي ممكنة قبل وجود الحمض النووي (DNA) والبروتينات.