As ribozimas São RNA (ácido ribonucléico) com capacidade catalítica, ou seja, capaz de acelerar as reações químicas que ocorrem no corpo. Algumas ribozimas podem agir sozinhas, enquanto outras requerem a presença de uma proteína para catalisar com eficácia..
As ribozimas descobertas até agora participam de reações de geração de moléculas de RNA de transferência e de reações do emenda: transesterificação envolvida na remoção de íntrons de moléculas de RNA, seja mensageiro, transferência ou ribossomal. Dependendo de sua função, eles são classificados em cinco grupos.
A descoberta de ribozimas despertou o interesse de muitos biólogos. Esses RNAs catalíticos têm sido propostos como candidatos potenciais para as moléculas que possivelmente deram origem às primeiras formas de vida..
Além disso, como muitos vírus, eles usam RNA como material genético e muitos deles são catalíticos. Portanto, as ribozimas oferecem oportunidades para a criação de drogas que procuram atacar esses catalisadores..
Índice do artigo
Por muitos anos acreditou-se que as únicas moléculas capazes de participar da catálise biológica eram as proteínas..
As proteínas são compostas por vinte aminoácidos - cada um com diferentes propriedades físicas e químicas - que permitem que elas se agrupem em uma ampla variedade de estruturas complexas, como hélices alfa e folhas beta..
Em 1981, ocorreu a descoberta da primeira ribozima, encerrando o paradigma de que as únicas moléculas biológicas capazes de catalisar são as proteínas..
As estruturas das enzimas permitem pegar um substrato e transformá-lo em um determinado produto. As moléculas de RNA também têm a capacidade de dobrar e catalisar reações..
Na verdade, a estrutura de uma ribozima se assemelha à de uma enzima, com todas as suas partes mais proeminentes, como o sítio ativo, o sítio de ligação do substrato e o sítio de ligação do cofator..
A RNAse P foi uma das primeiras ribozimas a serem descobertas e consiste em proteínas e RNA. Ele participa da geração de moléculas de RNA de transferência a partir de precursores maiores..
Ribozimas são moléculas de RNA catalíticas capazes de acelerar as reações de transferência do grupo fosforil em ordens de magnitude de 105 a 10onze.
Em experimentos de laboratório, eles também participaram de outras reações, como a transesterificação de fosfato..
Existem cinco classes ou tipos de ribozimas: três delas participam de reações de automodificação, enquanto as duas restantes (ribonuclease P e RNA ribossômico) usam um substrato diferente na reação catalítica. Em outras palavras, uma molécula diferente de RNA catalítico.
Este tipo de íntrons foi encontrado em genes mitocondriais de parasitas, fungos, bactérias e até mesmo vírus (como o bacteriófago T4).
Por exemplo, nos protozoários da espécie Tetrahymena thermofila, um íntron é removido do precursor do RNA ribossômico em uma série de etapas: primeiro, um nucleotídeo ou nucleosídeo da guanosina reage com a ligação fosfodiéster que liga o íntron à reação de transesterificação do exon.
Em seguida, o exon livre realiza a mesma reação na ligação fosfodiéster exon-íntron no final do grupo aceitador do íntron.
Os íntrons do grupo II são conhecidos como "self-splicing", uma vez que esses RNAs são capazes de self-splicing. Os íntrons nesta categoria são encontrados nos precursores do RNA mitocondrial na linhagem fúngica..
Os grupos I e II e as ribonucleases P (ver abaixo) são ribozimas caracterizadas por serem moléculas grandes, que podem atingir várias centenas de nucleóticos de comprimento e formar estruturas complexas..
Os íntrons do grupo III são chamados de RNA "auto-cortante" e foram identificados em vírus patogênicos de plantas..
Esses RNAs têm a particularidade de serem capazes de se cortar na reação de maturação de RNAs genômicos, a partir de precursores com várias unidades..
Nesse grupo está uma das ribozimas mais populares e estudadas: a ribozima cabeça de martelo. Isso é encontrado em agentes ribonucléicos infecciosos de plantas, chamados de viróides.
Esses agentes requerem o processo de autoclivagem para se propagar e produzir várias cópias de si mesmo em uma cadeia contínua de RNA..
Os viróides devem ser separados uns dos outros, e essa reação é catalisada pela sequência de RNA encontrada em ambos os lados da região de junção. Uma dessas sequências é a “cabeça de martelo” e tem esse nome devido à semelhança de sua estrutura secundária com este instrumento..
O quarto tipo de ribozima é composto por moléculas de RNA e proteínas. Nas ribonucleases, a estrutura do RNA é vital para realizar o processo catalítico.
No ambiente celular, a ribonuclease P atua da mesma forma que os catalisadores de proteínas, cortando os precursores do RNA de transferência para gerar uma extremidade 5 'madura..
Este complexo é capaz de reconhecer motivos cujas sequências não mudaram no curso da evolução (ou mudaram muito pouco) dos precursores do RNA de transferência. Para ligar o substrato com a ribozima, não se usa extensivamente a complementaridade entre as bases..
Eles diferem do grupo anterior (ribozimas cabeça de martelo) e RNAs semelhantes a este, pelo produto final do corte: a ribonuclease produz uma extremidade 5 'de fosfato.
Estudos da estrutura do ribossomo de bactérias levaram à conclusão de que ele também possui propriedades de uma ribozima. O local responsável pela catálise está localizado na subunidade 50S.
A descoberta de RNAs com capacidades catalíticas tem levado à geração de hipóteses relacionadas à origem da vida e sua evolução em estágios incipientes..
Esta molécula é a base para a hipótese do "mundo primitivo do RNA". Vários autores sustentam a hipótese de que, há bilhões de anos, a vida deve ter começado com uma determinada molécula que tem a capacidade de catalisar suas próprias reações..
Assim, as ribozimas parecem ser candidatos potenciais para essas moléculas que deram origem às primeiras formas de vida..
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