• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Rybozym

    Przeczytaj także...
    Rybonukleazy (RNazy) to enzymy z klasy hydrolaz (podklasa nukleazy) dzielące cząsteczki RNA na krótsze łańcuchy lub pojedyncze nukleotydy przez hydrolizę wiązań fosfodiestrowych.mRNA, matrycowy (informacyjny, przekaźnikowy) RNA (z ang. messenger RNA) – rodzaj kwasu rybonukleinowego (RNA), którego funkcją jest przenoszenie informacji genetycznej o sekwencji poszczególnych polipeptydów z genów do aparatu translacyjnego.
    Świat RNA – hipotetyczna faza rozwoju życia, w której RNA było zarówno nośnikiem genów, jak i pełniło rolę enzymów.
    Rybozym hammerhead

    Rybozymy – substancje zbudowane z kwasu rybonukleinowego (RNA) zdolne do katalizowania pewnych reakcji chemicznych. Spełniają zatem funkcje analogiczne do enzymów białkowych.

    Rybozymy występują u wszystkich organizmów, przede wszystkim w mechanizmie syntezy białek oraz przemian kwasów nukleinowych. Transferaza peptydylowa – enzym wchodzący w skład rybosomów, który tworzy wiązania peptydowe, jest rybozymem (rRNA). Inną ważną funkcją rybozymów snRNA jest wycinanie intronów ze świeżo zsyntetyzowanego mRNA. Niektóre rybonukleazy także są rybozymami.

    Nadmiar enancjomeryczny (skrót „ee” z ang. enantiomeric excess) – stosunek różnicy zawartości poszczególnych enancjomerów do sumy ich zawartości w określonej mieszaninie wyrażony w procentach.Reakcja chemiczna – każdy proces, w wyniku którego pierwotna substancja zwana substratem przemienia się w inną substancję zwaną produktem. Aby cząsteczka substratu zamieniła się w cząsteczkę produktu konieczne jest rozerwanie przynajmniej jednego z obecnych w niej wiązań chemicznych pomiędzy atomami, bądź też utworzenie się przynajmniej jednego nowego wiązania. Reakcje chemiczne przebiegają z reguły z wydzieleniem lub pochłonięciem energii cieplnej, promienistej (alfa lub beta) lub elektrycznej.

    Rybozymy spełniają też wiele innych funkcji, m.in. wchodzą w skład wielu wirusów.

    Rybozymy występują także u bakterii i eukariontów. Te cząsteczki RNA mogą katalizować wycięcie określonego fragmentu samej siebie lub innej cząsteczki RNA. W ten sposób łamią one jedną z klasycznych zasad genetyki molekularnej zakładającą, iż biokatalizatorami reakcji chemicznych zachodzących w komórce (enzymami) są zawsze cząsteczki białka.

    Eukarionty, eukariota, eukarioty, organizmy eukariotyczne (Eukaryota, Eukarya), określane też jako jądrowce, jądrowe, organizmy jądrowe, karioty, kariota (Karyobionta) – organizmy zbudowane z komórek posiadających jądro komórkowe z chromosomami, co jest jednym z elementów odróżniających je od prokariotów. Jądro komórkowe odgraniczone jest od cytoplazmy podwójną błoną białkowo-lipidową. Nazwa naukowa pochodzi od greckich słów ευ ("dobry", "prawdziwy") i κάρυον ("orzech", "jądro").rRNA – rybosomalny, rybosomowy RNA (z ang. Ribosomal RNA). Cząsteczki kwasu rybonukleinowego wchodzące w skład rybosomów, które biorą udział w procesie biosyntezy polipeptydów.

    Pojawiły się już pierwsze eksperymentalne zastosowania rybozymów w leczeniu chorób, m.in. zakażenia HIV oraz do terapii genowej.

    Badania nad rybozymami znajdują się wciąż we wczesnym stadium. Można się spodziewać wielu nowych odkryć w tej dziedzinie.

    W 2001 zsyntezowano pierwszą rybozymową polimerazę RNA.

    Autokataliza – wzrost szybkości reakcji chemicznej pod wpływem jednego z produktów tej reakcji, który pełni funkcję katalizatora. Szybkość reakcji autokatalitycznej wzrasta w miarę jej postępu i związanego z tym wzrostu stężenia produktu będącego katalizatorem, a następnie maleje z powodu spadku stężenia substratów.Reakcja Dielsa-Aldera - reakcja chemiczna polegająca na skoordynowanej cykloaddycji podstawionego alkenu do sprzężonego dienu. Produktem tej reakcji jest węglowodór cykliczny (np. cykloheksen). Reakcja ta w podwyższonych temperaturach, w fazie gazowej zachodzi spontanicznie bez potrzeby stosowania katalizatorów:

    Warto odnotować, że odkryto rybozymy, które mogą skutecznie katalizować niektóre reakcje organiczne, pełniąc rolę induktorów chiralności. Opisano asymetryczną wersję reakcji Dielsa-Aldera katalizowaną przez rybozym, w której nadmiar enancjomeryczny sięgał 90%.

    Historia odkrycia rybozymów[]

    U eukariontów mRNA pochodzące z transkrypcji nie służy bezpośrednio do syntezy białek. Między syntezą a użyciem podlega obróbce, do której należy splicing → usuwanie sekwencji niekodujących, czyli intronów. W latach 1979–1982 Thomas Cech przeprowadził badania tego procesu na jednokomórkowym eukariocie Tetrahymena thermophila. Trwały one tak długo, gdyż Cech nie mógł znaleźć białka odpowiedzialnego za wycinanie tego fragmentu. W końcu badania jednoznacznie wykazały, że RNA podlega autokatalizie – sam wycina zbędne fragmenty. Był to pierwszy odkryty rybozym. Następne lata przyniosły odkrycia dalszych rybozymów oraz enzymów mieszanych białkowo-rybonukleinowych. W 1989 Thomas Cech razem z Sidneyem Altmanem otrzymali za swą pracę nagrodę Nobla w dziedzinie chemii.

    Biosynteza białka – proces prowadzący do wytworzenia cząsteczek białka. Proces ten zachodzi we wszystkich żywych komórkach, a także jest możliwy do przeprowadzenia in vitro (pozakomórkowa synteza białka).snRNA, mały jądrowy RNA (ang. small nuclear RNA) – występujący w jądrze komórkowym niekodujący RNA pełniący funkcję rybozymu w procesie wycinania intronów (splicingu).

    Świat RNA[]

    Odkrycie rybozymów rozwiązało jeden z paradoksów pochodzenia życia – białka nie mogą istnieć bez kwasów nukleinowych, a kwasy nukleinowe bez białek. Okazało się, że kwasy nukleinowe, w szczególności RNA, tak naprawdę nie potrzebują białek do istnienia.

    Teoria, że pierwsze organizmy nie zawierały ani DNA ani białek, lecz jedynie RNA, zyskała ostatnio znacznie na popularności. Hipotetyczna epoka, w trakcie której istniały organizmy zbudowane wyłącznie z RNA nazywana jest światem RNA. Dzięki niedawnemu zsyntezowaniu de novo polimerazy RNA zbudowanej z RNA teoria ta jeszcze bardziej zyskała na wiarygodności.

    Enzymy – wielkocząsteczkowe, w większości białkowe, katalizatory przyspieszające specyficzne reakcje chemiczne poprzez obniżenie ich energii aktywacji.Laureaci Nagrody Nobla w dziedzinie chemii – laureaci nagrody przyznawanej corocznie osobom (1–3 rocznie), które dokonały odkrycia naukowego lub wynalazku w dziedzinie chemii (jednej z pięciu różnych dziedzin), wyświadczając tym największe dobrodziejstwo ludzkości; kryterium oceny osiągnięć kandydatów do Nagrody Nobla sformułował Alfred Nobel (1833–1896) w swoim testamencie. Fundusz nagród pochodzi z odsetek od majątku fundatora, którym zarządza Fundacja Nobla. Decyzje w sprawach wyróżnień podejmuje Królewska Szwedzka Akademia Nauk, zgodnie ze ściśle opisaną procedurą. Ceremonie wręczania nagród odbywają się od roku 1901, 10 grudnia kolejnych lat, co jest uhonorowaniem rocznicy śmierci fundatora (10 grudnia 1896).

    Przypisy

    1. Tablice biologiczne. Witold Mizerski (red.). Warszawa: Adamantan, 2013, s. 294. ISBN 978-83-7350-243-7.



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Ludzki wirus niedoboru odporności, HIV (ang. human immunodeficiency virus) – wirus z rodzaju lentiwirusów, z rodziny retrowirusów. Atakuje głównie limfocyty T-pomocnicze (limfocyty Th). Wiriony mają budowę kulistą i otoczone są otoczką lipidową, zawierającą liczne białka (glikoproteiny: gp120 u HIV-1 i HIV-2 oraz gp41 u HIV-1 i gp36 u HIV-2). Pod osłonką znajduje się płaszcz białkowy, czyli kapsyd, kryjący materiał genetyczny wirusa (RNA) i enzymy: odwrotną transkryptazę, integrazę. Wywołuje AIDS. Dotychczas poznano 2 typy wirusa:
    Splicing, składanie genu, wycinanie intronów – usunięcie intronów (sekwencji niekodujących) i połączenie eksonów (sekwencji kodujących) z prekursorowego mRNA organizmów eukariotycznych. Proces ten zachodzi podczas obróbki posttranskrypcyjnej po to, by dojrzały mRNA, przygotowany do translacji, kodował ciągły łańcuch polipeptydowy (od kodonu start do stop). Splicing katalizowany jest przez kompleks białek i RNA zwany spliceosomem. W niektórych przypadkach następuje samowycinanie się intronów, bez udziału spliceosomu, funkcję katalityczną pełni wówczas RNA (rybozym).
    Rybosom – kompleks białek z kwasami nukleinowymi służący do produkcji białek w procesie translacji. Rybosomy zbudowane są z rRNA i białek. Katalityczna aktywność rybosomu związana jest właśnie z zawartym w nim rRNA, natomiast białka budują strukturę rybosomu i działają jako kofaktory zwiększające wydajność translacji.
    Obróbka posttranskrypcyjna – obróbka, dzięki której z uzyskanego w procesie transkrypcji pre-mRNA powstaje dojrzały mRNA.
    Kwasy rybonukleinowe, RNA – organiczne związki chemiczne z grupy kwasów nukleinowych, zbudowane z rybonukleotydów połączonych wiązaniami fosfodiestrowymi. Z chemicznego punktu widzenia są polimerami kondensacyjnymi rybonukleotydów. Występują w jądrach komórkowych i cytoplazmie, często wchodząc w skład nukleoprotein. Znanych jest wiele klas kwasów rybonukleinowych o zróżnicowanej wielkości i strukturze, pełniących rozmaite funkcje biologiczne. Zarówno struktura, jak i funkcja RNA jest silnie uzależniona od sekwencji nukleotydów, z których zbudowana jest dana cząsteczka.
    Wirusy (łac. virus – trucizna, jad) – skomplikowane cząsteczki organiczne, nie mające struktury komórkowej, zbudowane z białek i kwasów nukleinowych. Zawierają materiał genetyczny w postaci RNA (wirusy RNA) lub DNA, wykazują jednak zarówno cechy komórkowych organizmów żywych, jak i materii nieożywionej.
    Tetrahymena – "protist zwierzęcy" (dawniej pierwotniak) należący do typu orzęsków (Ciliata). U Tetrahymena występuje 7 płci (nazywanych I,II,III,IV,V,VI i VII), z których każda może współżyć z każdą inną. Możliwych jest zatem 21 orientacji seksualnych. Orzęski różnej płci wyglądają tak samo, ale nie występują równie często.

    Reklama