Рибозоми виртуална лаборатория уики, задвижвани от общността на феновете на Wikia
Ribozyme (съкращение на "рибо нуклеинова киселина" и "ензим"), също така наречена РНК ензим или каталитична РНК - РНК молекула. притежаващ каталитично действие. Много природни рибозими катализират произход разцепване себе си или други РНК молекули, освен образуване на пептидна връзка в протеини се случва чрез рРНК рибозом. Като част от изследването на произхода на живота, ние бяхме в състояние да създадат изкуствен рибозоми като РНК полимераза. способен да катализира своя монтаж [1], при определени условия. Лабораторни проби, обаче, показват ниска каталитична способност: те успяват да събират в една верига на не повече от 14 нуклеотида в продължение на 24 часа, след което се разлага чрез хидролиза на фосфодиестерни връзки.
Значение Редактиране
Изследователите са в състояние да взема няколко двойки на РНК молекули с каталитична активност (рибозими), които успешно се реплицира (синтезирани копия) едно от друго. В резултат на тези взаимно репликиращи рибозоми население могат да растат експоненциално за неопределено време - тя се нуждае само правилно да предоставят на нарастващия дял на населението за необходимостта от "ресурси", което е, и изходните материали за синтез на нови молекули РНК. В продължение на 30 часа на населението може да нарасне на 100 милиона пъти в благоприятни условия. Нещо повече, направи няколко различни двойки за разплод рибозоми се конкурират помежду си за субстрата, учените са ги принудили да започне еволюцията на Дарвин. В резултат на спонтанна мутация и естествен подбор появи рекомбинантни рибозими с висока скорост на размножаване.
За разлика от предишните експерименти, в които е възможно да се постигне неограничени възпроизвеждане РНК молекули, в този случай, процесът продължава без протеинови ензими. Единственото нещо, което ни позволява да се обадя в резултат на окончателното решение на проблема за самостоятелно възпроизвеждане на РНК - това е същността на субстрата. Разплод двойки рибозими не може да се използва като суровина за сглобяването на нови молекули на РНК рибонуклеотиди индивид: те все още са в състояние да работят само с олигонуклеотиди, т.е. с доста дълги фрагменти на РНК, състояща се от много рибонуклеотид.
Така, от резултатите от експерименти, Съдърланд (рибонуклеотид синтез на прост органичен) и Lincoln Joyce (самостоятелно репликация на рибозими с олигонуклеотиди като субстрат) е все още междина за запълване което ще изисква допълнителни изследвания: трябва да се движат по някакъв начин от отделните рибонуклеотидни олигонуклеотиди.
Откриване Редактиране
Преди откриването на рибозоми, ензими - протеини. притежаващи каталитични свойства [2]. - счита само органични катализатори. През 1967 г. Карл Voze. Франсис Крик и Leslie Orgel за първи път предполага, че РНК може да бъде катализатор. Това предположение се основава на факта, че РНК могат да образуват сложна вторична структура [3].
Рибозимите намерени в интрона. който от своя страна се разцепва от събраната РНК, както и РНК субединица на P комплекс рибонуклеаза участва в предварително тРНК обработка.
През 1989 г. Altman и проверка получава Нобелова награда за химия за "откриване на РНК каталитични свойства" [4].
действие Редактиране
Въпреки факта, че повечето от рибозоми са доста рядко в клетките, понякога те са много важни за тяхното съществуване. Например, активната част на рибозомите - молекулярна машини, изпълняващи протеиновата транслация от РНК - е рибозим.
Фактът, че РНК може да съдържа генетична информация е възможно да се Walter Gilbert предполагат, че РНК се използва в древността като като генетичен материал, както и катализатори и структурни компоненти на клетката, и по-късно, тези роли са преразпределени между ДНК и протеини. Тази хипотеза сега е известен като хипотезата на световната РНК.
Ако РНК бяха първите молекулни машини, използвани в началото на живите клетки, рибозимите които съществуват днес (например, единицата на рибозомата), може да се счита живи фосили - екземпляри от живи същества, състоящи се от нуклеинови киселини.
Последните проучвания показват, че коагулацията приони РНК могат да катализират конфигурация сгъване протеин в патологични чаперони като ензим [5].
Известен рибозоми Редактиране
Вторична структура рибозоми. са способни да разцепват РНК
Формиране на пространствена структура като "чук" (чук - HH) (. Като Фиг). Тези РНК бяха открити в РНК сателити от растителни вируси, вироиди и сателитна ДНК транскрипти между тритони. В този тип на РНК се определя минималната канонична последователност, необходима за поява на ензимна активност, 27 нуклеотиди от които 13 нуклеотида са силно запазени, и последователност от три нуклеотида, в който разцепването на фосфодиестерна връзка (фиг. А).
Други примери на рибозими са РНК фиби тип образуващи структура. РНК и хепатит делта вирус (HDV) и спътника РНК Varkuda (Varcud сателитна - VS). (Фигура б, в, г) от Neurospora.
Рибозимите с тип родословни структури са открити в вироиди и virusoid растения. ВОН рибозоми са идентифицирани сред сателитна РНК на вируса на хепатит С при хората. и рибозоми VS - сателитна РНК сред природни изолати на Neurospora.
В тази връзка, трябва да си припомним рибозомата РНаза Р и Е. коли. състояща се от малък полипептид или РНК от 375 нуклеотиди в дължина. Тя осигурява този ензим РНК ендонуклеазна активност, необходима за обработка на тРНК прекурсори.
Третичната структура на чук (чук) рибозима. която разцепва РНК
Природни рибозоми Редактиране
В природата тези рибозоми са открити:
Синтетични рибозоми Редактиране
След откриването на природните рибозоми и започна проучване на нови синтетични рибозоми, създадени ин витро. Например, РНК получава samorasscheplyayuschiesya с висока каталитична активност.
Tang и прекъсвач [6] samorasscheplyayuschiesya изолирана РНК чрез селекция на РНК фрагменти генерирани произволно. Сред синтетични рибозими са както като уникална структура, която не се среща или да не се среща в природата, както и други, много подобен на естествено рибозим-чук.
Един от методите за откриване на синтетични рибозими - еволюционен метод. Този подход се основава на двойна естеството на РНК, която е едновременно катализатор и информация верига. Поради тази двойственост е много прост за създаване на голямо разнообразие от RNA катализатори, използвайки полимеразна тип ензими. Рибозимите получени, се подлагат на мутация на обратна транскрипция с помощта на обратна транскриптаза, за да се образува сДНК фрагменти в мутагенен полимеразна верижна реакция.
Рибозимите: използване срещу растителни вируси Редактиране
Рибозимите формиращи структурата на "чук" на типа. разпознае мястото на разцепване в целевата РНК последователност от три нуклеотида съседни настъпва хидролиза РНК нишка. Подобни тринуклеотидни последователности могат да бъдат AUC, CUA, CUC, GUA, GUC, GUU и UUC. РНК-свързващ домен на рибозима е конструирана така, че разпознаваема част на тринуклеотид последователност от нуклеотиди в двойно-верижна ДНК, която образува рестрикционен сайт. Този подход позволява да се включи рибозим последователност каталитичен домен на рестрикционния сайт в сДНК, получена чрез обратна транскрипция на РНК мишена. Каталитичният домен е ограден от рибозим последователности антисенс РНК, комплементарна на целевата РНК, която автоматично изпълнява ролята на РНК-свързващ домен. При този подход елиминира нуждата за синтез на голям брой олигонуклеотиди, и във всеки случай е необходимо рибозим се сглобява от сглобяеми блокове.
Като пример, помисли за изграждането на рекомбинантен рибозим специфично разцепване на РНК, съдържаща последователността на рестрикционно място Sail, (фиг. II.26). След разцепване на ДНК с рестрикционен ензим Sail, (етап 1) на получения "лепкави" завършва хидролизиран нуклеаза S1 (стъпка 2) и образува "тъпи" краища добавя рибозим каталитичен домен затворена в двойноверижна ДНК фрагмент (етап 3). В резултат на тази конструкция се синтезира записване на антисенс РНК, която е включена в състава на каталитичния домен на рибозима. След хибридизиране с целевата РНК форми двойно-верижна РНК молекула, една от които е образувана от вериги от тип рибозим структура "чук" (фиг. II.27), отцепване на прицелната РНК в специфично място.
Описаният подход е изпълнена в дизайна на рибозим насочена срещу РНК генома на вируси от сливи. По този начин се получава рибозим последователност от нуклеотиди, подходящи за използване с други 25 рестрикционни сайтове.