Ribozym
Ein Ribozym (Ribonukleinsäure-Enzym) ist ein RNA-Molekül, das bestimmte biochemische Reaktionen unterstützen kann. ähnlich der Wirkung von Protein-Enzymen.
Auch katalytische RNA genannt, arbeiten Ribozyme im Ribosom, um Aminosäuren während der Proteinsynthese zu verbinden. Sie nehmen auch am RNA-Spleißen, an der viralen Replikation und an der RNA-Transfer-Biosynthese teil.
Die Entdeckung der Ribozyme 1981 zeigte, dass RNA sowohl genetisches Material (wie DNA) als auch ein biologischer Katalysator (wie Enzyme) sein kann. Dies führte zur RNA-Welthypothese, in der die RNA bei der Evolution präbiotischer, selbstreplizierender Systeme wirkt.
Forscher, die den Ursprung des Lebens untersuchen, haben im Labor Ribozyme hergestellt, die unter bestimmten Bedingungen ihre eigene Synthese katalysieren können, wie zum Beispiel ein RNA-Polymerase-Ribozym. Es wurden verbesserte Varianten des "Rund-18"-Polymerase-Ribozyms entwickelt. "B6.61" ist in der Lage, innerhalb von 24 Stunden bis zu 20 Nukleotide zu einem Primer-Template hinzuzufügen, bis es sich durch Spaltung seiner Phosphodiesterbindungen zersetzt. Das Ribozym "tC19Z" kann bis zu 95 Nukleotide mit großer Genauigkeit hinzufügen.
Einige Ribozyme können eine wichtige Rolle als therapeutische Wirkstoffe, als Enzyme, die auf definierte RNA-Sequenzen zur Spaltung abzielen, als Biosensoren und für Anwendungen in der Genomik und Genforschung spielen.
Struktur des Hammerkopf-Ribozyms
Geschichte
1967 schlugen Carl Woese, Francis Crick und Leslie Orgel vor, dass die RNA als Katalysator wirken könnte. Es wurde entdeckt, dass RNA komplexe Sekundärstrukturen bilden kann.
Die ersten Ribozyme wurden in den 1980er Jahren entdeckt. Im Jahr 1989 gewannen Thomas Cech und Sidney Altman den Nobelpreis für Chemie für ihre "Entdeckung der katalytischen Eigenschaften der RNA".
Fragen und Antworten
F: Was ist ein Ribozym?
A: Ein Ribozym ist ein RNA-Molekül, das bestimmte biochemische Reaktionen unterstützen kann, ähnlich wie die Wirkung von Proteinenzymen. Es wird auch als katalytische RNA bezeichnet.
F: Was sind einige der Aufgaben von Ribozymen?
A: Ribozyme arbeiten im Ribosom bei der Verknüpfung von Aminosäuren während der Proteinsynthese, sind am RNA-Spleißen, der viralen Replikation und der Transfer-RNA-Biosynthese beteiligt.
F: Wie hat die Entdeckung der Ribozyme zu weiteren Forschungen geführt?
A: Die Entdeckung der Ribozyme zeigte, dass RNA sowohl genetisches Material (wie DNA) als auch ein biologischer Katalysator (wie Enzyme) sein kann. Dies führte zur Entwicklung der RNA-Welt-Hypothese, die besagt, dass RNA bei der Evolution präbiotischer selbstreplizierender Systeme eine Rolle spielt.
F: Können Wissenschaftler künstliche Ribozyme im Labor herstellen?
A: Ja, Forscher, die sich mit dem Ursprung des Lebens befassen, haben im Labor künstliche Ribozyme hergestellt, die unter bestimmten Bedingungen ihre eigene Synthese katalysieren können, wie zum Beispiel ein RNA-Polymerase-Ribozym. Es wurden verbesserte Varianten entwickelt, wie z.B. die "Round-18"-Polymerase und "tC19Z", die bis zu 95 Nukleotide mit großer Genauigkeit addieren können.
F: Gibt es potenzielle therapeutische Anwendungen für Ribozyme?
A: Ja, einige Forscher glauben, dass bestimmte Arten von Ribozymen eine wichtige Rolle als therapeutische Wirkstoffe spielen könnten, indem sie gezielt bestimmte RNA-Sequenzen spalten oder als Biosensoren für die Entdeckung von Genen und Genomik-Anwendungen fungieren.
F: Was wurde mit der 'RNA-Welt-Hypothese' vorgeschlagen?
A: Die 'RNA-Welt-Hypothese' besagt, dass RNA eine Rolle in präbiotischen, sich selbst replizierenden Systemen spielt und wurde verwendet, um zu erklären, wie das Leben auf der Erde vor Milliarden von Jahren aus unbelebter Materie entstand.
