Ribozom wiki laborator virtual, fandomului alimentat de Wikia
Ribozim (o abreviere a „acid nucleic ribo“ și „enzimă“), de asemenea, numit ARN enzimă sau ARN catalitic - o moleculă de ARN. care posedă o acțiune catalitică. Multe ribozimele naturale catalizeze origine clivaj ei insisi sau alte molecule de ARN, pe lângă formarea legăturii peptidice în proteine are loc prin intermediul rRNA ribozom. Ca parte a cercetării privind originea vieții, am fost capabili de a crea ribozimelor artificiale, cum ar fi ARN polimerazei. capabil să catalizeze propria adunare [1], în anumite condiții. probe de laborator, cu toate acestea, au aratat o capacitate catalitică scăzută: ei reușesc să colecteze într-un lanț de cel mult 14 nucleotide timp de 24 de ore, după care acestea sunt descompuse prin hidroliza legăturilor fosfodiesterice.
Semnificație Editare
Cercetatorii au fost capabili de a ridica mai multe perechi de molecule de ARN cu activitate catalitică (ribozomi), care reproduc cu succes (copii sintetizate) unul de altul. Ca urmare a unor astfel de ribozomilor replicare reciprocă a populației poate crește exponențial pe termen nelimitat - este nevoie doar să furnizeze în mod corespunzător a populației tot mai mare de necesitatea de a „resurse“, adică, materiile prime pentru sinteza de noi molecule de ARN. Timp de 30 de ore, populația poate crește în 100 de milioane de ori în condiții favorabile. Mai mult decât atât, ceea ce face câteva perechi diferite de ribozomi de reproducție concurează între ele pentru substrat, cercetatorii i-au forțat să înceapă o evoluție darwiniană. Ca rezultat al mutațiilor spontane și selecția naturală a apărut ribozomi recombinate cu rată mare de multiplicare.
Spre deosebire de experimentele anterioare, în care a fost posibil de a realiza molecule de ARN de reproducere nelimitat, în acest caz, procesul se întoarce fără enzime proteice. Singurul lucru care ne permite să numim rezultatul soluției finale la problema de auto-reproducere a ARN-ului - este de natura substratului. reproducere perechi de ribozymes nu pot fi folosite ca materie primă pentru asamblarea de noi molecule de ARN ribonucleotide individual: acestea sunt încă în măsură să funcționeze numai cu oligonucleotide, adică cu fragmente destul de lungi de ARN, format din mai multe ribonucleotide.
Astfel, prin rezultatele experimentelor Sutherland (sinteza ribonucleotide simple organice) și Lincoln Joyce (autoreplicare ribozomilor cu oligonucleotide ca substrat) este încă un decalaj pentru a umple ceea ce va necesita suplimentare de cercetare: trebuie să se mute într-un fel de oligonucleotide ribonucleotide individuale.
deschiderea Editare
Inainte de descoperirea ribozomilor, enzime - proteine. care posedă proprietăți catalitice [2]. - considerate singurele catalizatori organici. În 1967, Karl Voze. Francis Crick și Leslie Orgel pentru prima dată, a sugerat că ARN-ul poate fi un catalizator. Această presupunere se bazează pe faptul că ARN-ul poate forma o structură secundară complicată [3].
Ribozimele găsit în intron. care ea însăși este clivat de ARN colectat precum și subunitate ARN a complexului P ribonuclează implicate în procesarea pre-ARNt.
In 1989, Altman și verificare a primit Premiul Nobel pentru chimie pentru „detectare a ARN-ului proprietăți catalitice“ [4].
acțiune Editare
În ciuda faptului că cele mai multe dintre ribozimele sunt destul de rare in celulele, uneori, acestea sunt foarte importante pentru existența lor. De exemplu, partea activă a ribozomilor - masini moleculare, care efectuează translația proteinelor din ARN - este o ribozimă.
Faptul că ARN-ul poate conține informații genetice posibile Walter Gilbert sugerează că ARN-ul folosit în cele mai vechi timpuri ca un material genetic, precum și catalizatori și componente structurale ale celulei, iar mai târziu, aceste roluri sunt redistribuite între ADN și proteine. Această ipoteză este acum cunoscut sub numele de ipoteza unei lumi ARN-ului.
Dacă ARN au fost primele masini moleculare utilizate in celulele vii timpurii, ribozimele care există astăzi (de exemplu, unitatea de ribozomului), pot fi considerate fosile vii - specimene de creaturi vii sunt compuse din acizi nucleici.
Studii recente indică prioni de coagulare care ARN-ul poate cataliza configurație pliere proteine în Chaperones patologice cum ar fi enzima [5].
ribozomi cunoscute Editare
ribozomi structurii secundare. sunt capabile de ARN scindeze
Formarea unei structuri spațiale, cum ar fi "hammerheads" (hammerhead - HH) (. Ca în Fig). Aceste RNAs au fost găsite în sateliți ARN de virusuri de plante, viroizi și transcrierile ADN prin satelit între newts. In acest tip de ARN a fost determinată secvența canonică minimă necesară pentru apariția activității enzimatice, dintre care 27 nucleotide 13 nucleotide sunt foarte conservate, și o secvență de trei nucleotide în care scindarea legăturii fosfodiesterice (Fig. A).
Alte exemple de ribozomi sunt agrafelor ARN tip care formează structura. virus ARN și hepatitei delta (HDV) și satelitul ARN Varkuda (satelit Varcud - VS) (. figura b, c, d) de Neurospora.
Ribozimele cu structuri de tip stud au fost detectate în viroizii și plante virusoid. ribozymes PIO au fost identificate între ARN satelit al virusului hepatitei C la om. și Ribozimele VS - ARN prin satelit între izolate naturale de Neurospora.
În acest sens, trebuie să ne amintim ribozomul RNază P și E. coli. constând dintr-o polipeptidă mică sau ARN de 375 nucleotide în lungime. Acesta oferă această activitate endonucleazică ARN enzimă necesară pentru procesarea precursorilor ARNt.
Structura terțiară a ciocanului (hammerhead) ribozimei. care ARN scindează
ribozomi naturale Editare
În natură, se găsesc aceste ribozime:
ribozime sintetice Editare
Ca urmare a descoperirii ribozomilor naturale și a început cercetarea pe noi ribozomi sintetice create in vitro. De exemplu, ARN-ul preparat samorasscheplyayuschiesya având activitate catalitică ridicată.
Tang și Breaker [6] samorasscheplyayuschiesya ARN izolat prin selecție de fragmente de ARN generate aleatoriu. Printre ribozime sintetice au ca având o structură unică, care nu are loc sau nu se găsește în natură, precum și alte, foarte asemănătoare cu naturale ribozyme ciocan.
Una dintre metodele de detectare a ribozomilor sintetice - metoda evolutivă. Această abordare se bazează pe natura duală a ARN-ului, care este în același timp un catalizator pentru, și lanțul de informații. Datorită acestei dualități este destul de simplu pentru a crea o mare varietate de catalizatori de ARN folosind enzime de tip polimerază. Ribozimele obținute sunt supuse mutației prin transcripție inversă folosind revers transcriptaza, pentru a forma fragmente de ADNc în reacția de polimerizare în lanț mutagenic.
Ribozimele: utilizarea plantelor împotriva virusurilor Editare
Ribozimele care formează structura de „ciocan“ de tip. recunoaște locul de scindare în secvența de ARN țintă de trei nucleotide adiacente se produce o catenă de ARN hidroliză. Secvențele trinucleotidice similare pot fi AUC, CUA, CUC, GUA, GUC, GUU și CUS. Domeniul ribozimei de legare a ARN este construit astfel încât o parte recunoscută a secvenței trinucleotide de nucleotide în ADN dublu catenar care formează un situs de restricție. Această abordare face posibilă încorporarea secvenței ribozyme domeniului catalitic al situsului de restricție în cADN-ul obținut prin transcripție inversă a ARN-ului țintă. Domeniul catalitic este flancat de secvențe de ribozimă antisens ARN complementar cu ARN țintă care efectuează în mod automat rolul de domeniu de legare ARN. În această abordare elimină necesitatea pentru sinteza unui număr mare de oligonucleotide, și, în orice caz, este necesar ribozimă este asamblat din blocuri prefabricate.
Ca un exemplu, ia în considerare construirea unei ribozime recombinant scindeze în mod specific ARN care cuprinde secvența unui situs de restricție Sall (Fig. II.26). După scindarea ADNc cu o enzimă de restricție Sall (etapa 1) rezultați „lipicios“ se termină nucleaza hidrolizată S1 (etapa 2) și au format „blunt“ se termină domeniu catalitic ribozim inserat închis într fragment de ADN dublu catenar (etapa 3). Ca rezultat al acestui design este sintetizat transcriind ARN antisens, care este inclusă în componența domeniului catalitic al ribozimă. După hibridizare cu forme de ARN țintă dublu catenar molecula de ARN, din care una este formată prin lanțuri de structură ribozimei tip „Hammerhead“ (Fig. II.27), clivarea ARN țintă la un situs specific.
Abordarea descrisă a fost implementată în proiectarea unei ribozime împotriva genomului ARN virusurilor de prune. Astfel sa obținut secvența ribozima de nucleotide adecvate pentru utilizare cu alte situri de restricție 25.