Razlika između verzija stranice "Ribozim"

'''Ribozimi''' ('''ribo'''nukleinske kiseline + en'''zimi''') su [[RNK]] molekule koje su sposobne za katalizu specifičnih biohemijskih reakcija, slično djelovanju [[protein]]skih [[enzim]]a. Otkriće ribozima [[1982]]. pokazalo je da RNK može biti i genetički materijal (kao [[DNK]]) i biološki [[kataliza | katalizator]]tor (kao što je proteinski enzim) i doprinijelo postavci [[hipoteza svijeta RNK|hipoteze RNK svijeta]], koja ukazuje da RNK može biti važna u evoluciji prebiotskih sistema koji se sami razmnožavaju. Najčešće aktivnosti prirodnih ili ''in vitro'' razvijenih ribozima su cijepanje ili spajanje fragmenata RNK i DNK i formiranje peptidnih veza.<ref name="Fedor, M. J. 2005">{{cite journal | author = Fedor M. J., Williamson J. R. | year = 2005 | title = The catalytic diversity of RNAs | url = | journal = Nat. Rev. Mol. Cell Biol | volume = 6 | issue = | pages = 399–412 | doi=10.1038/nrm1647}}</ref> U [[ribosm]]ima, funkcija ribozima kao djela velike podjedinice ribozomake RNK je povezivanje [[aminokiselina]] u [[Translacija (biologija) | sintezi proteina]]. Oni također sudjeluju u raznim reakcijama obrada transktibirane RNK, uključujući i [[prerada RNK|preradu RNK]], [[replikacija virusa|virusnu replikaciju]] i [[RNK]] biosinteze. Primjeri ribozima uključuju [[ribozim čekićar]], [[VS ribozim]], [[lidzim]] i tzv. [[ukosnica ribozim]].<ref>Hadžiselimović R., Pojskić N. (2005): Uvod u humanu imunogenetiku. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, {{ISBN |9958-9344-3-4}}.</ref><ref>Alberts B. (2002)ː Molecular biology of the cell. Garland Science, New York, {{ISBN |0-8153-3218-1}}.</ref><ref>Bajrović K, Jevrić-Čaušević A., Hadžiselimović R., Ed. (2005): Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, {{ISBN |9958-9344-1-8}}.</ref><ref>Kapur Pojskić L., Ed. (2014): Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju, 2. izdanje. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, {{ISBN |978-9958-9344-8-3}}.</ref><ref>Hall J. E., Guyton A. C. (2006): Textbook of medical physiology, 11th edition. Elsevier Saunders, St. Louis, Mo, {{ISBN |0-7216-0240-1}}.</ref>

Istraživači koji proučavaju [[porijekla života]] su proizveli ribozime u [[laboratorija]]ma, a koji su sposobni za [[autokataliza| katalizu sopstvene sinteze]] od skoro [[monomer]]a pod vrlo specifičnim uvjetima, kao što je [[RNK polimeraza|RNK polimerazni]] ribozim.<ref name="pmid11358999">{{cite journal | author = Johnston WK, Unrau PJ, Lawrence MS, Glasner ME, Bartel DP | title = RNA-catalyzed RNA polymerization: accurate and general RNA-templated primer extension | journal = Science | volume = 292 | issue = 5520 | pages = 1319–1325 |date=May 2001 | pmid = 11358999 | doi = 10.1126/science.1060786 | url = |bibcode = 2001Sci...292.1319J }}</ref> [[Mutageneza]] i [[selekcija]] su rezultiraje dobijanjem i izolacijom potvrđenih varijanti "round-18" polimeraznog ribozibozima od [[2001]]. "B6.61" može za 24 sata dodati do 20 [[nukleotid]]a na primarnu matricu, dok se ne razlaže do cijepanja svojih fosfodiesterskih veza.<ref name="pmid17586759">{{cite journal | author = Zaher HS, Unrau PJ | title = Selection of an improved RNA polymerase ribozyme with superior extension and fidelity | journal = RNA | volume = 13 | issue = 7 | pages = 1017–1026 |date=July 2007 | pmid = 17586759 | pmc = 1894930 | doi = 10.1261/rna.548807 | url = }}</ref> Ribozim "tC19Z" može dodati do 95 [[nukleotid]]a sa tačnošću od 0,0083 mutacija/nukleotid.<ref name="pmid21474753">{{cite journal |author=Wochner A, Attwater J, Coulson A, Holliger P |title=Ribozyme-catalyzed transcription of an active ribozyme |journal=Science |volume=332 |issue=6026 |pages=209–212 |date=April 2011 |pmid=21474753 |doi=10.1126/science.1200752 |url=|bibcode = 2011Sci...332..209W }}</ref>

[[Datoteka:Ribozyme.jpg|thumb|right|480px|Prikaz ribozimskog cijepanja RNK]]

Prije otkrića ribozima, [[enzim]]i, koji su definirani kao katalitski [[protein]]i,<ref>[http://dictionary.reference.com/browse/enzyme Enzyme definition] Dictionary.com Accessed 6 April 2007</ref> bili su jedini poznati biološki [[katalizator]]i. U [[1967]]., [[Carl Woese]], [[Francis Crick]] i [[Leslie Orgel]] prvi su sugerirali da RNK može djelovati kao katalizator. Ova ideja je bila zasnovana na otkriću da RNK može formirati kompleksne [[sekundarna struktura|sekundarne strukture]].<ref>Carl Woese, The Genetic Code (New York: Harper and Row, 1967).</ref> Ribozime je, ranih 1980ih, otkrio [[Thomas R. Cech]], koji je proučavao [[prerada RNK|preradu RNK]] kod [[cilijate|trepljarske]] [[protozoa|protozoe]] ''[[Tetrahymena thermophila]]'', sa [[Sidney Altman|Sidneyom Altmanom]] and Normanom Paceom, kji su proučavali kompleks bakterijske [[RNkaza P|RNkaze P]]. Ovi ribozimi su nađeni [[intron]]u RNK transkripta, koji se od njega odstranio, kao i u komponenti RNK kompleksa RNkaze P, koji je uključen u sazrijevanje pre-[[tRNK]]. U [[1989]]., [[Thomas R. Cech]] i [[Sidney Altman]] su podijelili [[Nobelova nagrada|Nobelovu nagradu za hemiju]] za njigovo "otkriće katalitskih svojstvenosti RNK."<ref>[http://nobelprize.org/chemistry/laureates/1989/]</ref> Termin ''ribozim'' su prvi predstavili Kelly Kruger ''et al.'' [[1982]] u radu koji je publiciran u časopisu ''Cell''.<ref name="pmid6297745">{{cite journal | author = Kruger K, Grabowski PJ, Zaug AJ, Sands J, Gottschling DE, Cech TR | title = Self-splicing RNA: autoexcision and autocyclization of the ribosomal RNA intervening sequence of Tetrahymena | journal = Cell | volume = 31 | issue = 1 | pages = 147–57 |date=November 1982 | pmid = 6297745 | doi = 10.1016/0092-8674(82)90414-7| url = }}</ref>

Do tada je bio čvrsto uspostavljeno vjerovanje u [[biologija|biologiji]] da je kataliza rezervirana za proteine. Međutim, ideja RNK katalize je motivirana dijelimično i od starog pitanja o poreklu života: šta se pojavilo prvo, enzim koji obavljaju funkcije ćelije ili nukleinske kiseline koje nose informacije koje su potrebne za proizvodnju enzima? Koncept "ribonukleinske kiseline kao katalizatori" zaobilazi ovaj problem. RNK, u suštini, može biti „i pile i jaje“ .

Iako je većina ribozima sasvim rijetka u ćeliji, njihova uloga je ponekad esencijalna za život. Naprimjer, funkcijski dio [[ribosom]], [[molekulska mašina|molekulske mašine]] koja [[translaciija (biologija)|prevodi]] [[iRNK]] u proteine, fundamentalno je ribozim, sastavljen od [[ Tercijarna struktura RNK|tercijarnih strukturnih motiva RNK]] koji su često koordinirani [[metal]]nim ionima, kao što je [[Mg2+|Mg]]²⁺, kao [[kofaktor|kofatorima]]. U model sistemima nema prihvatanja divalentnih [[kation]]a u peto-nukleotidnu RNK katalizirajući ''trans''-[[fenilalanin|fenilalanaciju]] četvero-nukleotidnog supstrata sa 3 komplementarna bazna para sa [[katalizator]]om, gdje je katalizator/supstrat osmislio skraćivanje C3 ribozima.<ref name="pmid20176971">{{cite journal | author = Turk RM, Chumachenko NV, Yarus M | title = Multiple translational products from a five-nucleotide ribozyme | journal = Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. | volume = 107 | issue = 10 | pages = 4585–4589 |date=March 2010 | pmid = 20176971 | pmc = 2826339 | doi = 10.1073/pnas.0912895107 | url = |bibcode = 2010PNAS..107.4585T }}</ref> RNK može katalizirati savijanje proteina patološke [[hemijska konformacija|proteinske konformacije]] [[prion]]a, na način koji mje sličan [[haperon (protein)|haperoninu]],<ref name="pmid15014886">{{cite journal | author = Supattapone S | title = Prion protein conversion in vitro | journal = J. Mol. Med. | volume = 82 | issue = 6 | pages = 348–356 |date=June 2004 | pmid = 15014886 | doi = 10.1007/s00109-004-0534-3 | url = }}</ref> i može biti uključen u virusnu konkatamerno cijepanje koji prethodi pakovanju virusnog genetičkog materijala u nekim virionima.

RNK također može djelovati kao nasljedne molekula, što je ohrabrilo [[Walter Gilbert|Waltera Gilberta]] da predloži da se u dalekoj prošlosti, [[ćelije (biologija) | ćelije]] koristile [[RNK]] kao i genetički materijal i strukturne i katalitske molekule radije nego odvijanje ove funkcije između [[DNK]] i [[protein]]a, kao što je danas; ova hipoteza je poznat kao "[[hipoteza RNK svijeta]]" u tumačenju [[porijeklo života|porijekla života]]. Dokaz da su ribozimi bili prve molekulske mašine ranog života ukazuje na to da su oni u stvari "molekulski fosili".<ref>{{cite journal | author = Gilbert W | title = Origin of life: The RNA world | journal = Nature | volume = 319 | issue = 6055 | pages = 618 |date= 1986 | pmid = | doi = 10.1038/319618a0 | url =}}</ref>

Od otkrića ribozima koj postoje u živim organizmima, došlo je interesovanja za istraživanje novih sintetičkih ribozima je u laboratorijama. Naprimjer, umjetno je proizvedena samo-obnavljajuća RNK koja ima dobru enzimsku aktivnost. Tang i Breaker su izolirali samo-replikacijsku RNK ''in vitro'' iz iz slučajnih sekvenci RNK. Neki od sintetičkih ribozima, koji su proizvedeni imli su duge strukture, a neki su bili slični prirodnim čekićastim ribozimima. U [[2015]]. godini, istraživači u ''Northwestern University'' i ''University of Illinois'', u [[Chicago|Chicagu]] su projektovali ograničeni [[ribosom]], koji djeluje gotovo kao i autentične ćelijske komponente koje proizvode sve proteine i enzime unutar ćelije. Nazvan je [[ribosom-T]] ili ribo-T, umjetni ribosom, a kreirali su ga jMichael Jewett i Alexander Mankin. Prvi umjetni ribosom – dizajnirani ribosom, koji bi mogao dovesti do novih lijekova i nove generacije biomaterijala, objavljen je 31. jula [[2015]]. na ''Northwestern University'' Tehnike koje se koriste za stvaranje veštačkih ribozima uključuju usmjerenu evoluciju. Ovaj pristup koristi prednosti dualne prirodi RNK, i kao katalizator i informacijskog polimera, što ga čini lahkim za istraživanje proizvodnje ogromne populacije RNK katalizatora, pomoću [[polimeraza|polimeraznih]] enzima. Ribozimi su mutirali po obrnutoj transkripciji [[reverzna transkriptaza|reverzhnom transkriptazom]] u različite [[cDNK]] i pojačani [[PCR]]om. Izbor parametara u ovim eksperimentima često se razlikuju. Jedan od pristupa za izbor [[ligazni ribozim|ligaznog ribozima]] koji uključuje tragove [[biotin]]a, koji su [[Kovalentna veza | kovalentno]] povezani sa podlogom. Ako molekula posjeduje željenu [[ligaza|ligaznu]] aktivnost, za oporavak aktivne molekule može se koristiti [[streptavidin]]ska matrica.

Iako nisu istinski katalizatori, stvaranje umjetnih ribozima je nazvano riboupaljačima (''riboswichers'') samoreplikacije, što je također bilo aktivno područje istraživanja.[[Riboupaljači]] su regulatorni RNK motivi koji mijenjaju svoju strukturu kao odgovor na ligande malih molekula za reguliranje translacije. Iako postoje mnogi poznati prirodni riboupaljači, koji vežu široku lepezu metabolita i drugih malih organskih molekula, opisan je samo jedan ribozim kao riboupaljač, [[GlmS glukozamin-6-fosfat uskoro ribozim | '' glmS '']]. ]].<ref>Winkler, W. C., Nahvi, A., Roth, A., Collins, J. A. & Breaker, R. R. Control of gene expression by a natural metabolite-responsive ribozyme. 4–9</ref> Rani rad u karakterišu samo-paranje riboswitches je fokusirana na pomoću [[teofilin]] kao ligand. U ovim studijama formirana je „RNK ukosnica“ koji blokira ezanje [[ribosom]]skog mjesta, čime se translacija inhibira . U prisustvu [[ligand]]a, u ovim slučajevima teofilina, region cijepanja regulacijske RNK , omogućava ribosomima da se vežu i prevedu ciljni gen. Mnogo toga u RNK inženjerstvu je bazirano na racionalnom dizajnu i ranije utvrđenoj strukturi RNK, a ne usmjerenom evolucijom, kao u gornjim primjerima. Noviji rad je proširio liganada koji se koriste u ribozimskom riboupaljkačima, uključujući [[timin pirofosfat]]. U inženjerstvu aptozimama koristi se također i fluorescentna activacija sortiranja ćelija (protočna citometrija).<ref name="pmid19131595">{{cite journal | author = Lincoln TA, Joyce GF | title = Self-sustained replication of an RNA enzyme | journal = Science | volume = 323 | issue = 5918 | pages = 1229–1232 |date=February 2009 | pmid = 19131595 | pmc = 2652413 | doi = 10.1126/science.1167856 | url = |bibcode = 2009Sci...323.1229L }}</ref><ref>{{cite journal | author = Lynch , Gallivan J. P. | year = 2009 | title = A flow cytometry-based screen for synthetic riboswitches | url = | journal = Nucleic Acids Res | volume = 37 | issue = | pages = 184–92 | doi=10.1093/nar/gkn924}}</ref>

* [[GlmS glukozamin-6-fosfat aktivirani ribozim |''GlmS'' ribozim]]

* [[Grupa I katalitskih introna | Grupa I]] samoprerađeni introni

* [[Grupa II introna | Grupa II]]. [[prerada RNK|Samoprerađujući]] intron - [[splajsosom]] je vjerovatno izveden iz grupe II [[prerada RNK|samoprerađujućih]] ribozima.

* [[Hepatitis delta virusni ribozim | HDV ribozim]]

*[[Ribosomska RNK | rRNK]]* – nalazi se u svim živim ćelijama i vežu [[aminokiseline]] da formiraju [[protein]]e.

[[Kategorija:RNK]]