Kas yra ribozimas?

Ribozimas yra ribonukleorūgšties (RNR) molekulė, kuri cheminėje reakcijoje gali veikti kaip katalizatorius. Terminas ribozimas yra ribonukleino rūgšties fermento santrumpa. Prieš ribozimų atradimą devintajame dešimtmetyje buvo manoma, kad tik baltymai gali veikti kaip fermentai ir katalizuoti reakcijas. Dabar žinoma, kad ribozimai taip pat dalyvauja daugelyje svarbių tarpląstelinių funkcijų ir dėl jų gebėjimo skaidyti RNR gali būti pritaikyti gydymui. Ribozimai gali būti dirbtinai sintetinami ir gaminami natūraliai.

Pagrindinė ribozimų funkcija yra skaidyti tikslinių RNR molekulių fosfodiesterio ryšius hidrolizės būdu. Fosfodiesterio ryšiai yra kovalentiniai ryšiai, kurie sujungia nukleotidus RNR ir DNR, sudarydami molekulės pagrindą. Hidrolizė apima vandens molekulės pridėjimą, kuris ištirpdo ryšius. Ribozimai naudoja hidrolizę, kad suskaldytų kitas RNR molekules arba save, kartais taip pat surišdami arba sujungdami dvi suskaidytas RNR molekules, procese, vadinamame sujungimu.

Vienaląsčio organizmo Tetrahymena thermophila RNR susijungimo tyrimas leido devintojo dešimtmečio pradžioje atrasti ribozimus. Kolorado universiteto (JAV) profesorius Thomas Cechas išsiaiškino, kad šio organizmo RNR gali ir susipjaustyti, ir susirišti, jei nėra jokio katalizuojančio baltymo. Cech ir Jeilio universiteto profesorius Sidney Altmanas 1980 m. buvo apdovanoti Nobelio chemijos premija už ribozimų tyrimus.

Be sujungimo, ribozimai katalizuoja aminorūgščių surinkimą į baltymus vertimo proceso metu. Vertimas įvyksta, kai genetinė informacija pasiuntinio RNR (mRNR) yra dekoduojama į aminorūgščių seką, veikiant ribosomoms. Todėl ribosominė RNR (rRNR), pagrindinė ribosomų sudedamoji dalis, taip pat gali būti laikoma ribozimu.

Egzistuoja daug skirtingų ribozimų tipų ir buvo tiriami jų natūralioje būsenoje. Du iš jų, plaukų segtuko ribozimas ir plaktuko galvutės ribozimas, randami augalų virusų palydovinėse RNR. Hammerhead ribozimai buvo modifikuoti laboratorijoje, kad būtų galima naudoti kaip RNR skaldymo agentus.

Manoma, kad modifikuoti plaktuko galvutės ribozimai gali turėti klinikinį pritaikymą genų terapijoje. Gebėjimas skaldyti RNR gali padėti kovoti su retrovirusais, nes retrovirusai priklauso nuo RNR genomo, kad dubliuotųsi šeimininko ląstelėje. Tyrėjai taip pat sukūrė visiškai sintetinius ribozimus, skirtus panašioms medicinos reikmėms. Modifikuoti plaktuko galvutės ribozimai ir sintetiniai ribozimai yra specialiai tiriami kaip terapinės galimybės žmogaus imunodeficito virusui (ŽIV) gydyti.