Ligazni ribozim

Kristalna struktura klase I ligaznog ribozima na rezoluciji 2.98 Ångstrema (PDB ID: 3HHN).
Fosfodiesterske veze koje su formirane enzimom, prikazane u kao su loptice.

RNK ligazni ribozim je bio prvi od nekoliko vrsta sintetičkih ribozima koji su proizvedeni u in vitro tehnikama proučavanja evolucije i selekcije. Oni su važna klasa ribozima zato što su za katalizu kompletiranja RNK bpotrebni fragmenati fosfodiesterskih RNK polimera, a za sve postojeće polimeraze nukleinskih kiselina potrebna je reakcija, kao i za bilo koju samoobnovljivu molekulu. Ideje koje su na tragu porijekla života možda uključukju prve samoobnovljive molekule koje se razmnožavaju kao ribozimi (hipoteza svijet RNK). Ligazni ribozimi možda su bili dio takvih pre-biota RNK svijeta.[1]

[2][3]

Kako bi se kopirala RNK, fragmenti ili monomere (pojedinačnih blokova) koji imaju 5'-trifosfate, moraju biti spojeni parovi UA . To je tako za moderne (protein-bazirane) polimeraze, a i najvjerovatniji je mehanizam kojim bi mogao funkcionirati samostalno relicirajući ribozim u RNK svijetu. Ipak, niko nije pronašao prirodni ribozim koji može obavljati ovu reakciju.

In vitro evolucija i selekcijaUredi

 
Kristalna struktura ligaznog L1 ribozima, veličine 2,6 Å

RNK in vitro evolucija ili SELEX omogućava veštačku evoluciju i selekcju RNK molekula koje posjeduju željene osobenosti, kao što je afinitet vezivanja za posebni ligand ili aktivnost kao što je enzimska ili katalizatorska. Prvi takvoj selekciji, uključuje se izolacija različitih aptamera, koji se vezuju za male molekule. Prvi katalitski RNK proizvodi in vitro evolucije bile su RNK ligaze, katalitiske RNK za spajanje dva fragmenta RNK za proizvodnju jednog adukta. Najaktivnija poznatza ligaza je klase ligaze, izolovana iz slučajne sekvence (rad Davida Bartela, u Szostak Lab). Drugi primjeri RNA ligaze uključuju L1 ligaze (Robertson i Ellington), u R3C ligazi (Joyce), DSL ligaze (Inoue). Sve ovwe ligaze kataliziraju formiranje 3'-5 'fosfodiesterskih veza između dva fragmenata RNK.[4][5][6]

L1 ligazeUredi

Michael Robertson i Andrew Ellington razvili su ligazni ribozim koji obavlja željeno 5'-3 'RNK kompletiranje i to nazvali L1 ligazom. Da bi bolje razumjeli detalje o tome kako se ovaj ribozim savija u strukturu koja dozvoljava da bude katalizator ove osnovne reakcije, riješeno je snimkom kristalne strukture X-zrakama. Struktura se sastoji od tri spiralna stabla, zvana matični A, B i C, koji se povezuju na tri helikoidna spoja. .[7][8][9]

Također pogledajteUredi

ReferenceUredi

  1. ^ Bajrović K, Jevrić-Čaušević A., Hadžiselimović R., Eds. (2005). Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB) Sarajevo. ISBN 9958-9344-1-8.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  2. ^ Kapur Pojskić L. (2014). Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju, 2. izdanje. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo. ISBN 978-9958-9344-8-3.
  3. ^ Međedović S., Maslić E., Hadžiselimović R. Biologija 2. Svjetlost, Sarajevo. ISBN 9958-10-222-6.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  4. ^ Giambasu GM, Lee TS, Sosa CP, Robertson MP, Scott WG, York DM (april 2010). "Identification of dynamical hinge points of the L1 ligase molecular switch". RNA. 16 (4): 769–80. doi:10.1261/rna.1897810. PMC 2844624. PMID 20167653.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  5. ^ Pitt JN, Ferré-D'Amaré AR (mart 2009). "Structure-guided engineering of the regioselectivity of RNA ligase ribozymes". J. Am. Chem. Soc. 131 (10): 3532–40. doi:10.1021/ja8067325. PMC 2678027. PMID 19220054.
  6. ^ Robertson MP, Knudsen SM, Ellington AD (januar 2004). "In vitro selection of ribozymes dependent on peptides for activity". RNA. 10 (1): 114–27. doi:10.1261/rna.5900204. PMC 1370523. PMID 14681590.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  7. ^ Robertson MP, Hesselberth JR, Ellington AD (april 2001). "Optimization and optimality of a short ribozyme ligase that joins non-Watson-Crick base pairings". RNA. 7 (4): 513–23. doi:10.1017/S1355838201002199. PMC 1370105. PMID 11345430.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  8. ^ Robertson MP, Scott WG (mart 2007). "The structural basis of ribozyme-catalyzed RNA assembly". Science. 315 (5818): 1549–53. doi:10.1126/science.1136231. PMID 17363667.
  9. ^ Joyce GF (mart 2007). "Structural biology. A glimpse of biology's first enzyme". Science. 315 (5818): 1507–8. doi:10.1126/science.1140736. PMID 17363651.

Vanjski linkoviUredi