ribozima
Las ribozimas ( enzimas de ácido ribonucleico ) son moléculas de ARN que tienen la capacidad de catalizar reacciones bioquímicas específicas, incluido el empalme de ARN en la expresión génica , similar a la acción de las enzimas proteicas . El descubrimiento de las ribozimas en 1982 demostró que el ARN puede ser tanto material genético (como el ADN ) como un catalizador biológico (como las enzimas proteicas), y contribuyó a la hipótesis del mundo del ARN , que sugiere que el ARN puede haber sido importante en la evolución de la autodeterminación prebiótica. sistemas replicantes. [1]Las actividades más comunes de las ribozimas naturales o in vitro son la escisión o ligadura de ARN y ADN y la formación de enlaces peptídicos. [2] Por ejemplo, la ribozima más pequeña conocida (GUGGC-3') puede aminoacilar una secuencia GCCU-3' en presencia de PheAMP. [3] Dentro del ribosoma , las ribozimas funcionan como parte de la subunidad grande del ARN ribosómico para unir los aminoácidos durante la síntesis de proteínas . También participan en una variedad de reacciones de procesamiento de ARN , incluido el empalme de ARN , la replicación viral y la biosíntesis de ARN de transferencia . Los ejemplos de ribozimas incluyen la ribozima cabeza de martillo , la ribozima VS, Leadzyme y la ribozima en horquilla .
Los investigadores que están investigando los orígenes de la vida a través de la hipótesis del mundo del ARN han estado trabajando en el descubrimiento de una ribozima que tenga la capacidad de autorreplicarse, lo que requeriría que tuviera la capacidad de sintetizar catalíticamente polímeros de ARN. Esto debería poder suceder en condiciones prebióticamente plausibles con altas tasas de precisión de copia para evitar la degradación de la información, pero también permitir la aparición de errores ocasionales durante el proceso de copia para permitir que continúe la evolución darwiniana. [4]
Se han realizado intentos para desarrollar ribozimas como agentes terapéuticos, como enzimas que se dirigen a secuencias de ARN definidas para la escisión, como biosensores y para aplicaciones en genómica funcional y descubrimiento de genes. [5]
Antes del descubrimiento de las ribozimas, las enzimas , que se definen como proteínas catalíticas , [6] eran los únicos catalizadores biológicos conocidos . En 1967, Carl Woese , Francis Crick y Leslie Orgel fueron los primeros en sugerir que el ARN podría actuar como catalizador. Esta idea se basó en el descubrimiento de que el ARN puede formar estructuras secundarias complejas . [7] Estas ribozimas se encontraron en el intrón de una transcripción de ARN, que se eliminó a sí misma de la transcripción, así como en el componente de ARN del complejo RNasa P, que está involucrado en la maduración de los pre- ARNt . En 1989,Thomas R. Cech y Sidney Altman compartieron el Premio Nobel de química por su "descubrimiento de las propiedades catalíticas del ARN". [8] El término ribozima fue introducido por primera vez por Kelly Kruger et al. en 1982 en un artículo publicado en Cell . [1]
Había sido una creencia firmemente establecida en biología que la catálisis estaba reservada para las proteínas. Sin embargo, la idea de la catálisis del ARN está motivada en parte por la vieja pregunta sobre el origen de la vida: ¿Qué viene primero, las enzimas que hacen el trabajo de la célula o los ácidos nucleicos que transportan la información necesaria para producir las enzimas? El concepto de "ácidos ribonucleicos como catalizadores" evita este problema. El ARN, en esencia, puede ser tanto el huevo como la gallina. [9]
