Ribotsyymi

Ribotsyymit ovat RNA-entsyymejä. Ne ovat RNA-molekyylejä, jotka pystyvät katalysoimaan joitain biokemiallisia reaktioita. Tällöin ribotsyymi tekee mahdolliseksi tai nopeuttaa jonkun tietyn reaktion/reaktioita. Yleisimmin ribotsyymit katalysoivat fosfaattiryhmien siirtoa. Ribotsyymien kyky edesauttaa kemiallisia reaktioita riippuu molekyylin muodosta, joka taas riippuu molekyylin emäsjärjestyksestä. Proteiinisynteesissä peptidisidosten syntymistä katalysoiva ribosomi on tunnetuin esimerkki ribotsyymistä^[1], koska ribosomin aktiivinen osa on RNA:ta. Ribotsyymien arvellaan edeltäneen proteiinipohjaisia entsyymejä RNA-maailma-teoriassa^[2].

Ribotsyymi

Ribotsyymit ennusti jo Francis Crickin työryhmä vuonna 1967. Ensimmäiset tunnetut ribotsyymit löysivät Thomas Cech ja Sidney Altman 1980-luvulla, ja ensi kertaa sanaa ribotsyymi käytti Kelly Krugerin ryhmä vuonna 1982 Cell-lehdessä.

Jotkut ribotsyymit ovat syntyneet sattumalta, toiset on ainakin osittain suunniteltu.^selvennä Erään kokeen mukaan joka 1E-14 satunnaisesti syntynyt RNA oli ribotsyymi^[3]. Ribotsyymin minimikoko on 30–40 emästä^[4], toisten tietojen mukaan 52 emästä^[5]. Tyypillisesti ribotsyymit ovat noin 250 emästä pitkiä. Monet tunnetut ribotsyymit pilkkovat RNA:ta. Niin sanottu vasaranpääribotsyymi tyyppiä I halkoo RNA:ta tietyissä kohdin kolmiulotteisen rakenteensa ansiosta. Vasaranpääribotsyymi I:n pituus on tavallisesti 47 nukleotidia, ja emäksistä on oltava oikein 69 %. GlmS on ribotsyymi, joka luo fruktoosi-6-fosfaatista ja glutamiinista glukosamiini-6-fosfaattia. GLmS:n pituus on 186,5 nukleotidia, ja sen emäksistä on oltava noin 60 % oikein.

RNA:ta kopioiva ribotsyymi

R-18 luokan I ligaasi-ribostyymista synnytetty on yli 190 emäksen pituinen ribotsyymi, joka pystyy kopioimaan vuorokauden sisään ennen hajoamistaan 14 emästä, joiden on oltava tietynlaisia. Tällöin R-18 ei ole hyvä ja tehokas yleiskäyttöinen RNA-kopioija, vaikka onkin suhteellisen tarkka. R-18a toimii myös jäässä tosin kuin proteiinientsyymit^[6]. Vuonna 2011 aiemmasta R-18:sta satunnaismuuntelulla ja osin myös suunnittelulla kehitetty 199 nukleotidin ribotsyymi tC19Z voi kopioida melko tarkasti 95 RNA-nukletodidia, mutta ei oman pituistaan RNA:ta. tC19Z ei ole niin vaativa kopioitavan emäsketjun emäksien suhteen^[7].

Ribotsyymien katalyysikohdista

RNA:n suorittama katalyysi vaatii fosforihappoa ja koentsyymiksi metalli-ionin, joka on tavallisesti magnesium, kalsium tai vastaava. Metalli-ioni voi sitoutua esimerkiksi adeniiniin tai guaniiniin.

Yleensä katalyysi tarvitsee magnesiumia, kalsium käy magnesiumin paikalle, mutta reaktiot hidastuvat silloin huomattavasti^[8].

Kerälle taipuneissa RNA-ketjuissa on paikkoja metalli-ionien sitoutumista varten.

Metalli-ioni voi sitoutua kaksiketjuisen RNA:n/DNA:n-pareihin A-T, G-C, A-T(U) tai kolmikkoon G-G-C sekä nelikkoon G-G-G-G. Nämä emäkset, esim A-T ovat RNA/DNA-ketjun/ketjujen eri paikoissa olevia nukleotideja^[9].

Toimiakseen ribotsyymi vaatii monia emäksiä.

Eräässä ribotsyymissä, ryhmän I intronissa on oltava kolme emästä eri puolilla ketjua, A, U, G, ja magnesiumia sitova kohta. Tetrahymenan intronin suorittama transeesterikaatio vaatii sarjan GGAGGG, joka on vastakkain sarjan UCUCCC kanssa^[10]. U1-G22 sitoo Mg2+:n. Lisäksi on oltava ketju AAAAA. Lisäksi on oltava peräkkäinen AG,eli niin sanottu G-paikka^[11].

Eräässä itseään käsittelevässä ribotsyymissä on kaksi aktiivista kohtaa, joista toisen pituus on 4 emästä, toisen 6 emästä. Ribotsyymin reaktiivinen kohta, RNA-halkoja toimii emästen G ja A välissä. Aktiivisten kohtien välissä on 15 emästä, ja toisessa 9 emästä^[12].

Katso myös

Lähteet

↑ Ribotsyymit solubiologia
↑ Biokemian ja solubiologian perusteet, Jyrki Heino, Matti Vuento WSOY 2001, 1. painos 2007, ISBN 978-951-0-32563-6, http://www.vsoy.fi (Arkistoitu – Internet Archive) s. 75
↑ Evoluutio, kriittinen analyysi ^{lähde tarkemmin?}
↑ http://exploringorigins.org/nucleicacids.html
↑ RNA:n katalysoivat ominaisuudet
↑ Extending the importance of H₂O: The role of ice in evolution^{[vanhentunut linkki]}
↑ In vitro Evolution and Engineering for Improved Ribozyme polymerase Production, Israr Khan, Muhammad Waheed Akhtar and Ayaz Ali Khan
↑ Sidney M. Hecht, Bioorganic chemistry, Nucleic acids, Oxford 1996, sivu 403, 406
↑ Hecht 256
↑ hecht, sivu 403
↑ hecht 403, Figure 13–16
↑ Hecht, 429, Kuva 14–8

Aiheesta muualla

Kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Ribotsyymi Wikimedia Commonsissa

Tämä biologiaan liittyvä artikkeli on tynkä. Voit auttaa Wikipediaa laajentamalla artikkelia.

[1] Ribotsyymit solubiologia

[Heino_Vuento_2007_75-2] Biokemian ja solubiologian perusteet, Jyrki Heino, Matti Vuento WSOY 2001, 1. painos 2007, ISBN 978-951-0-32563-6, http://www.vsoy.fi (Arkistoitu – Internet Archive) s. 75

[3] Evoluutio, kriittinen analyysi ^{lähde tarkemmin?}

[4] ttp://exploringorigins.org/nucleicacids.html

[5] RNA:n katalysoivat ominaisuudet

[6] Extending the importance of H₂O: The role of ice in evolution^{[vanhentunut linkki]}

[Khan_Akhtar_Khan-7] In vitro Evolution and Engineering for Improved Ribozyme polymerase Production, Israr Khan, Muhammad Waheed Akhtar and Ayaz Ali Khan

[8] Sidney M. Hecht, Bioorganic chemistry, Nucleic acids, Oxford 1996, sivu 403, 406

[9] Hecht 256

[10] t, sivu 403

[11] t 403, Figure 13–16

[12] Hecht, 429, Kuva 14–8

[1]