Wat is een ribozyme?

Een ribozym is een molecuul ribonucleïnezuur (RNA) dat het vermogen heeft om als katalysator te werken in een chemische reactie.De term ribozyme is een afkorting van ribonucleïnezuurzym.Voordat ribozymen in de jaren tachtig werden ontdekt, werd gedacht dat alleen eiwitten konden fungeren als enzymen en reacties konden katalyseren.Het is nu bekend dat ribozymen ook deelnemen aan vele belangrijke intracellulaire functies en mogelijk therapeutische toepassingen hebben vanwege hun vermogen om RNA te splitsen.Ribozymen kunnen zowel kunstmatig worden gesynthetiseerd als natuurlijk geproduceerd.

De belangrijkste functie van ribozymen is om de fosfodiesterbindingen van doel -RNA -moleculen te splitsen door hydrolyse.Fosfodiesterbindingen zijn covalente bindingen die nucleotiden in RNA en DNA verbinden en de ruggengraat van het molecuul vormen.Hydrolyse omvat de toevoeging van een watermolecuul, dat tot gevolg heeft dat de bindingen oplossen.Ribozymen gebruiken hydrolyse om andere RNA -moleculen of zichzelf te splitsen, soms ook ligeren of verbinden, twee gesplitste RNA -moleculen samen in een proces dat splicing wordt genoemd.

Studie van RNA -splitsing in het eencellige organisme Tetrahymena thermophila leidde tot de ontdekking van ribozymen in het begin1980s.Thomas Cech, een professor aan de Universiteit van Colorado in de VS, ontdekte dat RNA in dit organisme zich zowel kon snijden als kan aanliggen in afwezigheid van enig katalyserend eiwit.Cech en Yale University Professor Sidney Altman ontvingen de Nobelprijs voor chemie van 1989 voor hun onderzoek naar ribozymen.

Naast splitsing, ribozymen, katalyseren de assemblage van aminozuren in eiwitten tijdens het vertalingsproces.Translatie treedt op wanneer genetische informatie in messenger -RNA (mRNA) wordt gedecodeerd in een sequentie van aminozuren door de activiteit van ribosomen.Ribosomaal RNA (rRNA), een hoofdcomponent van ribosomen, kan daarom ook worden beschouwd als een ribozym.

Er bestaan veel verschillende soorten ribozymen en zijn bestudeerd in hun natuurlijk voorkomende toestand.Twee hiervan, het haarspeldribozym en het hammerhoofdribozym, worden gevonden in satelliet -RNA's in plantenvirussen.Hammerhead -ribozymen zijn gemodificeerd in het laboratorium voor gebruik als RNA -splitsingsmiddelen.

Er wordt aangenomen dat gemodificeerde hamerhoofdribozymen klinische toepassingen kunnen hebben bij gentherapie.Het vermogen om RNA te splitsen kan helpen bij het bestrijden van retrovirussen, omdat retrovirussen vertrouwen op een RNA -genoom voor duplicatie in de gastheercel.Onderzoekers hebben ook volledig synthetische ribozymen ontwikkeld voor vergelijkbare medische toepassingen.Gemodificeerde hamerhoofdribozymen en synthetische ribozymen worden specifiek onderzocht als therapeutische opties voor de behandeling van het menselijke immunodeficiëntievirus (HIV).