Ribozimler ve Katalitik RNA
Enzim görevi gören RNA molekülleri — kendi kendine eklenen intronlardan ribozoma kadar — ve bunların varlığının yaşamın kökeni için ne anlama geldiği.
Tanım
Ribozimler, belirli biyokimyasal reaksiyonları katalizleyen RNA molekülleridir; katalitik RNA ise, bir protein yerine katlanmış bir RNA aktif bölgesinin RNA kesimi, ligasyonu veya peptit bağı oluşumu gibi bir reaksiyonu hızlandırdığı, RNA tabanlı katalizin daha geniş bir olgusudur.
Kapsam
Bu konu, RNA tarafından katalizlenen reaksiyonları ve bunları gerçekleştiren molekülleri kapsamaktadır: kendi kendine eklenen grup I ve II intronları, RNaz P'nin RNA bileşeni, küçük kendi kendine kesilen ribozimler ve doğal bir ribozimin başlıca örneği olarak ribozom. Katlanmış RNA aktif bölgelerinin katalizi nasıl gerçekleştirdiği ve katalitik RNA'nın RNA dünyası hipotezi üzerindeki etkisi ele alınmaktadır. RNA yapısının genel biyolojisi, ilgili başka bir konuda ele alınmaktadır.
Temel sorular
- Bir RNA molekülü kimyasal bir reaksiyonu nasıl katalizleyebilir?
- Doğal ribozimler ne tür reaksiyonları gerçekleştirir?
- Ribozom neden bir ribozim olarak kabul edilmektedir?
- Katalitik RNA, yaşamın erken evrimi hakkında ne anlama gelmektedir?
Temel kuramlar
- RNA bir enzim olabilir
- Cech'in bir Tetrahymena intronunun proteinsiz kendi kendine eksizyonunu göstermesi, RNA'nın bir aktif bölgeye katlanabileceğini ve bir reaksiyonu katalizleyebileceğini ortaya koyarak, tüm enzimlerin protein olduğu varsayımını çürütmüştür.
- RNA dünyası çıkarımı
- RNA hem bilgi depolayabildiği hem de ribozomda peptit bağı oluşumu dahil reaksiyonları katalizleyebildiği için, katalitik RNA, RNA tabanlı bir metabolizmanın DNA ve protein enzimlerinden önce geldiği hipotezini desteklemektedir.
Mekanizmalar
Bir ribozim, reaktif grupları konumlandıran ve genellikle geçiş durumlarını stabilize etmek için metal iyonlarını koordine eden hassas bir üçüncül yapıya katlanmaktadır, tıpkı bir protein enziminin yaptığı gibi. Kendi kendine eklenen intronlar, transesterifikasyon reaksiyonları yoluyla kendi eksizyonlarını katalizlemektedir; RNaz P'nin RNA alt birimi, öncü transfer RNA'ları kesmektedir; küçük kendi kendine kesilen ribozimler kendi omurgalarını ayırmaktadır; ve ribozomun RNA'sı peptit bağı oluşumunu katalizlemektedir. Her durumda, katalitik güç, bazen ilişkili proteinlerin yardımıyla, katlanmış RNA'nın kendisinde bulunmaktadır.
Klinik önem
Mühendislik ürünü ribozimler ve ribozomun ribozim doğası, RNA hedefli araştırma araçlarını ve antibiyotik etkisini bilgilendirmektedir; önem olarak sunulmuştur, klinik rehberlik olarak değil.
Tarihçe
Cech'in 1982'deki kendi kendine eklenen RNA raporu ve Altman'ın RNaz P'nin katalitik RNA'sı üzerindeki paralel çalışması, 1989 Nobel Kimya Ödülü ile tanınan katalitik RNA'yı ortaya koymuştur; daha sonra ribozomun bir ribozim olduğunu gösteren yapısal çalışmalar, RNA'nın katalitik önemini pekiştirmiştir.
Öne çıkan isimler
- Thomas Cech
- Sidney Altman
- Harry Noller
İlgili konular
Temel eserler
- kruger1982
- watson2013
Sıkça sorulan sorular
- Ribozim nedir?
- Katlanmış yapısını kullanarak RNA'yı kesme veya birleştirme gibi kimyasal bir reaksiyonu katalizleyen, enzim görevi gören bir RNA molekülüdür.
- Katalitik RNA, yaşamın kökeni için neden önemlidir?
- Tek bir molekül türünün hem bilgi taşıyabildiğini hem de reaksiyonları katalizleyebildiğini göstermektedir, bu da DNA ve proteinler var olmadan önce erken bir RNA tabanlı yaşamı olası kılmaktadır.