리보 자임 의 촉매 용량 RNA (리보 핵산), 그것은 신체에서 발생하는 화학 반응을 촉진 할 수있다. 일부 리보 자임은 단독으로 작용할 수있는 반면 다른 리보 자임은 효과적으로 촉매 작용을하기 위해 단백질이 있어야합니다.
지금까지 발견 된 리보 자임은 전달 RNA 분자 생성 반응과 스 플라이 싱 반응, 즉 메신저, 전달 또는 리보솜이든 RNA 분자에서 인트론을 제거하는 데 참여하는 에스테르 교환 반응에 참여합니다. 기능에 따라 다섯 그룹으로 분류됩니다.
출처 : Frédéric Dardel 저, Wikimedia Commons
리보 자임의 발견은 많은 생물 학자들의 관심을 불러 일으켰습니다. 이러한 촉매 RNA는 최초의 생명체를 생성 할 수있는 분자에 대한 잠재적 후보로 제안되었습니다.
또한 많은 바이러스와 마찬가지로 RNA를 유전 물질로 사용하고 많은 바이러스가 촉매 작용을합니다. 따라서 리보 자임은 이러한 촉매제를 공격하려는 약물을 만들 수있는 기회를 제공합니다.
역사적 관점
수년 동안 생물학적 촉매 작용에 참여할 수있는 유일한 분자는 단백질이라고 믿었습니다.
단백질은 각각 다른 물리적 및 화학적 특성을 가진 20 개의 아미노산으로 구성되어 알파 나선 및 베타 시트와 같은 다양한 복잡한 구조로 클러스터 될 수 있습니다.
1981 년에 최초의 리보 자임이 발견되어 촉매 작용을 할 수있는 유일한 생물학적 분자가 단백질이라는 패러다임을 끝냈습니다.
효소의 구조는 기질을 가져 와서 특정 제품으로 변형시킵니다. RNA 분자는 또한 반응을 접고 촉매하는 능력을 가지고 있습니다.
사실, 리보 자임의 구조는 효소의 구조와 유사하며 활성 부위, 기질 결합 부위 및 보조 인자 결합 부위와 같은 가장 두드러진 부분이 모두 있습니다.
RNAse P는 발견 된 최초의 리보 자임 중 하나이며 단백질과 RNA로 구성됩니다. 그것은 더 큰 전구체에서 시작하는 전달 RNA 분자의 생성에 참여합니다.
촉매 작용의 특성
리보 자임은 포스 포릴 그룹 전달 반응을 10 5 ~ 10 11 의 크기로 가속화 할 수있는 촉매 RNA 분자 입니다.
실험실 실험에서는 인산염 에스테르 교환과 같은 다른 반응에도 참여하는 것으로 나타났습니다.
리보 자임의 유형
리 보자 임에는 5 가지 종류 또는 유형이 있습니다. 이들 중 3 개는자가 변형 반응에 참여하고 나머지 2 개 (리보 뉴 클레아 제 P 및 리보솜 RNA)는 촉매 반응에서 다른 기질을 사용합니다. 즉, 촉매 RNA 이외의 분자입니다.
그룹 I의 인트론
이러한 유형의 인트론은 기생충, 곰팡이, 박테리아 및 심지어 바이러스 (박테리오파지 T4와 같은)의 미토콘드리아 유전자에서 발견되었습니다.
예를 들어, Tetrahymena thermofila 종의 원생 동물에서 인트론은 일련의 단계로 리보솜 RNA 전구체에서 제거됩니다. 에스테르 교환의.
그러면 유리 엑손은 인트론의 수용체 그룹 끝에있는 엑손-인트론 포스 포디 에스테르 결합에서 동일한 반응을 수행합니다.
그룹 II 인트론
그룹 II 인트론은 "자기 접합 (self-splicing)"으로 알려져 있습니다. 이러한 RNA는자가 접합이 가능하기 때문입니다. 이 범주의 인트론은 곰팡이 계통의 미토콘드리아 RNA 전구체에서 발견됩니다.
그룹 I 및 II 및 리보 뉴 클레아 제 P (아래 참조)는 큰 분자로 특징 지어지는 리보 자임으로, 길이가 최대 수백 개의 핵체에 도달 할 수 있고 복잡한 구조를 형성 할 수 있습니다.
그룹 III 인트론
그룹 III 인트론은 "자가 절단"RNA라고하며 식물 병원성 바이러스에서 확인되었습니다.
이러한 RNA는 많은 단위를 가진 전구체에서 시작하여 게놈 RNA의 성숙 반응에서 스스로를 절단 할 수 있다는 특성을 가지고 있습니다.
이 그룹에서는 가장 인기 있고 연구 된 리보 자임 중 하나 인 망치 머리 리보 자임입니다. 이것은 비 로이드라고 불리는 식물의 리보 핵 감염원에서 발견됩니다.
이러한 에이전트는 연속적인 RNA 사슬에서 자신의 여러 복사본을 전파하고 생산하기 위해자가 절단 과정이 필요합니다.
바이로이드는 서로 분리되어야하며,이 반응은 접합부 양쪽에서 발견되는 RNA 서열에 의해 촉매됩니다. 이 시퀀스 중 하나는 "해머 헤드"이며 2 차 구조와이 악기의 유사성 때문에 명명되었습니다.
리보 뉴 클레아 제 P
네 번째 유형의 리보 자임은 RNA와 단백질 분자로 구성됩니다. 리보 뉴 클레아 제에서 RNA의 구조는 촉매 과정을 수행하는 데 필수적입니다.
세포 환경에서 리보 뉴 클레아 제 P는 단백질 촉매와 동일한 방식으로 작용하여 성숙한 5 '말단을 생성하기 위해 전달 RNA의 전구체를 절단합니다.
이 복합체는 전달 RNA의 전구체의 진화 과정에서 서열이 변하지 않거나 거의 변하지 않은 모티프를 인식 할 수 있습니다. 기판을 리보 자임으로 묶기 위해 염기 간의 상보성을 광범위하게 사용하지 않습니다.
그들은 이전 그룹 (해머 헤드 리보 자임) 및 이와 유사한 RNA와 절단의 최종 제품에 따라 다릅니다. 리보 뉴 클레아 제는 5 '포스페이트 말단을 생성합니다.
세균성 리보솜
박테리아의 리보솜 구조에 대한 연구는 리보 자임의 특성도 가지고 있다는 결론을 이끌어 냈습니다. 촉매를 담당하는 부위는 50S 서브 유닛에 있습니다.
리보 자임의 진화 적 의미
촉매 능력을 가진 RNA의 발견은 생명의 기원과 초기 단계에서의 진화와 관련된 가설을 낳았습니다.
이 분자는 "RNA의 초기 세계"가설의 기초입니다. 몇몇 저자들은 수십억 년 전 생명체가 자체 반응을 촉매 할 수있는 특정 분자로 시작 했음에 틀림 없다는 가설을지지합니다.
따라서 리보 자임은 생명체의 첫 번째 형태를 기원 한 이러한 분자의 잠재적 후보로 보입니다.
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