Ribosüümide omadused ja liigid



The ribosüümid need on katalüütilise võimsusega RNA (ribonukleiinhape), mis on võimeline organismis esinevaid keemilisi reaktsioone kiirendama. Mõned ribosüümid võivad toimida üksi, samas kui teised vajavad katalüüsi tõhusaks teostamiseks valgu olemasolu.

Siiani avastatud ribosüümid on kaasatud RNA molekulide genereerimisreaktsioonidesse ja reaktsiooni reaktsioonidesse splaissimine: transesterdamine, mis on seotud intronite eemaldamisega RNA molekulidest, olenemata sellest, kas see on sõnumitooja, ülekanne või ribosomaalne. Sõltuvalt nende funktsioonist liigitatakse need viide rühma.

Ribosüümide avastamine on tekitanud paljude bioloogide huvi. Neid katalüütilisi RNA-sid on pakutud potentsiaalsete kandidaatidena molekulide jaoks, mis võivad tekitada esimesed eluvormid.

Lisaks sellele, kuna paljud viirused kasutavad RNA-d geneetilise materjalina ja paljud neist on katalüütilised. Seetõttu pakuvad ribosüümid võimalusi selliste ravimite loomiseks, mis püüavad neid katalüsaatoreid rünnata.

Indeks

  • 1 Ajalooline perspektiiv
  • 2 Katalüüsi omadused
  • 3 Ribosüümide tüübid
    • 3.1 I rühma intronid
    • 3.2 II rühma intronid
    • 3.3 III rühma intronid
    • 3.4. Ribonukleaas P
    • 3.5 Bakteriaalne ribosoom
  • 4 Ribosüümide evolutsioonilised tagajärjed
  • 5 Viited

Ajalooline perspektiiv

Paljude aastate jooksul arvati, et ainsad bioloogilises katalüüsimises osalevad molekulid olid valgud.

Valgud koosnevad kahekümnest aminohappest, millest igaühel on erinevad füüsikalised ja keemilised omadused, mis võimaldavad neid rühmitada mitmesugustesse komplekssetesse struktuuridesse, nagu alfa-heeliksid ja beeta-lehed.

1981. aastal toimus esimese ribosüümi avastamine, lõpetades paradigma, et ainsad bioloogilised molekulid, mis on võimelised katalüüsi teostama, on valgud..

Ensüümide struktuurid võimaldavad substraati võtta ja muuta selle teatud tooteks. RNA molekulidel on ka selline võime reaktsioone kokku panna ja katalüüsida.

Tegelikult meenutab ribosüümi struktuur ensüümi struktuuri koos kõigi selle kõige silmapaistvamate osadega, nagu näiteks aktiivne koht, substraadi sidumiskoht ja kofaktori sidumiskoht..

RNAse P oli üks esimesi avastatavaid ribosüüme ja koosneb nii valkudest kui ka RNA-st. See osaleb ülekande RNA molekulide genereerimisel, lähtudes suurematest prekursoritest.

Katalüüsi omadused

Ribosüümid on katalüütilised RNA molekulid, mis on võimelised kiirendama fosforüülrühma ülekandumisreaktsioone suurusjärgus 10 ° C.5 kuni 1011.

Laboratoorsetes katsetes osalevad nad ka muudes reaktsioonides, näiteks fosfaadi ümberesterdamises.

Ribosüümide tüübid

Ribosüümide klassid või tüübid on viis: kolm neist osalevad ise modifitseerivates reaktsioonides, ülejäänud kaks (ribonaas P ja ribosomaalne RNA) kasutavad katalüütilises reaktsioonis erinevat substraati. Teiste sõnadega, molekul, mis ei ole katalüütiline RNA.

I rühma intronid

Seda tüüpi introneid on leitud parasiitide, seente, bakterite ja isegi viiruste mitokondriaalsetes geenides (nagu T4 bakteriofaag)..

Näiteks liigi algloom Tetrahymena thermofila, intron eemaldatakse ribosomaalsest RNA prekursorist sammude seerias: esiteks reageerib nukleosiid või guanosiini nukleosiid fosfodiestri sidemega, mis seob introni ekson-transesterdamisreaktsiooniga.

Seejärel teostab vaba ekson ekson-intron-fosfodiestri sideme samasuguse reaktsiooni introni aktseptori rühma lõpus.

II rühma intronid

Rühma II intronid on tuntud kui "autoempalme", ​​kuna need RNA-d on võimelised ise siduma. Selle kategooria intronid leiduvad mitokondriaalse RNA prekursorites seente liinis..

Rühmad I ja II ja ribonukleaasid P (vt allpool) on ribosüümid, mida iseloomustavad suured molekulid, võivad ulatuda kuni sadade nukleotiidide pikkuseni ja moodustada kompleksseid struktuure.

III rühma intronid

Rühma III introneid nimetatakse "autokorteeritavateks" RNA-deks ja need on identifitseeritud taimede patogeensetes viirustes.

Nendel RNA-del on eripära, et nad suudavad end genoomiliste RNAde küpsemisreaktsioonis lõigata, alustades paljude ühikutega lähteainetest..

Selles rühmas on üks populaarsemaid ja uuritud ribosüüme: ribosüüm hammerhead. Seda leidub taimede nakkuslikes ribonukleiinilistes ainetes, mida nimetatakse viroidideks.

Need ained nõuavad enesele lõhustuvat protsessi, et paljundada ja toota mitu eksemplari pidevalt RNA ahelas.

Viroidid tuleb üksteisest eraldada ja seda reaktsiooni katalüüsib seondumispiirkonna mõlemal küljel leitud RNA järjestus. Üks neist järjestustest on "hammerhead" ja nimetatakse selle sekundaarstruktuuri sarnasuse poolest selle instrumendiga.

Ribonukleaas P

Neljandat tüüpi ribosüüme moodustavad nii RNA molekulid kui ka valgud. Ribonukleaasides on RNA struktuur oluline katalüütilise protsessi teostamiseks.

Rakukeskkonnas toimib ribonukleaas P samamoodi kui valgukatalüsaatorid, lõigates ülekand RNA prekursorid, et saada küps 5 'ots.

See kompleks on võimeline teostama tunnustusi motiividele, mille järjestused ei ole evolutsiooni käigus muutunud (või on muutunud väga vähe) siirde-RNA prekursoritest. Substraadi sidumiseks ribosüümiga ei kasuta see põhjalikult aluste komplementaarsust.

Need erinevad eelmisest rühmast (vasarapea ribosüümid) ja RNA-st, mis on sarnased, lõigu lõppsaaduse järgi: ribonukleaas toodab 5'-otsa fosfaati.

Bakteriaalne ribosoom

Bakterite ribosoomi struktuuri uuringud on võimaldanud järeldada, et sellel on ka ribosüümi omadused. Katalüüsi eest vastutav ala asub 50S-i alaühikus.

Ribosüümide evolutsioonilised tagajärjed

Katalüütilise võimsusega RNAde avastamine on tekitanud hüpoteeside loomise, mis on seotud elu alguse ja selle arenguga algusjärgus..

See molekul on "primitiivse RNA maailma" hüpoteesi aluseks. Mitmed autorid toetavad hüpoteesi, et miljardeid aastaid tagasi tuli elu alustada teatud molekuliga, mis on võimeline oma reaktsioone katalüüsima.

Seega näivad ribosüümid olevat potentsiaalsed kandidaadid nende molekulide jaoks, mis on pärit esimestest eluvormidest.

Viited

  1. Devlin, T. M. (2004). Biokeemia: kliiniliste rakendustega õpik. Ma pöördusin tagasi.
  2. Müller, S., Appel, B., Balke, D., Hieronymus, R., & Nübel, C. (2016). Kolmkümmend viis aastat kestnud uuringuid ribosüümide ja nukleiinhappe katalüüsi kohta: kus me täna seisame? F1000Research, 5, F1000 teaduskond Rev-1511.
  3. Strobel, S. A. (2002). Ribosüüm / katalüütiline RNA. Molekulaarbioloogia Encyclopedia.
  4. Voet, D., Voet, J. G. & Pratt, C. W. (2014). Biokeemia alused. Ed. Panamericana Medical.
  5. Walter, N. G., ja Engelke, D. R. (2002). Ribosüümid: katalüütilised RNA-d, mis lõikavad asju, teevad asju ja teevad kummalisi ja kasulikke töökohti. Bioloog (London, Inglismaa), 49(5), 199.
  6. Watson, J. D. (2006). Geeni molekulaarbioloogia. Ed. Panamericana Medical.