Molecular Biology

Hangisi önce oluştu: DNA mı yoksa protein mi? Ribozimlerin keşfi ve RNA dünyası hipotezi bu soruya başka bir boyut kazandırmıştır. Ribozimlerin keşfine kadar, enzimler tek doğal katalizör olarak kabul edilmekteydi.

Ribozimler (RNA enzimleri veya katalitik RNA olarak da bilinir), biyokimyasal reaksiyonları katalize eden RNA parçacıklarıdır. 1980'lerde ribozimleri ilk kez keşfeden Thomas Cech ve Sidney Altman, daha sonra bu moleküllerin katalitik özelliklerini araştırmaya devam etmişlerdir. Thomas Cech, Tetrahymena thermophila ribozomal RNA geninde ribozomal RNA intronlarının düzenlenmesinin, ek hücresel yapıların yokluğunda gerçekleşebildiğini bulmuştur. Sidney Altman ve meslektaşları, öncü tRNA’yı aktif tRNA'ya dönüştürmeden sorumlu bir enzim olan bakteriyel RNaz P'yi keşfetmişlerdir. RNaz P, bir protein bileşeni ve bu protein bileşeni olmadığında, öncü tRNA'nın tRNA oluşturmak üzere ayrılmasını uyarabilen, enzimatik aktivite gösteren RNA yapısında bir bileşenden oluşur. . Ek olarak, Thomas Cech, RNA intron dizisinin fosfodiester bağları kırıp yeniden düzenleyebileceği sonucuna varmıştır.. Araştırmacılar bu keşifleriyle 1989'da Nobel Kimya Ödülü'nü kazanmışlardır. Doğal ribozimler, kendi fosfodiester bağlarının hidrolizini katalize eder. Ayrıca aminotransferaz aktivitesini katalize ederler. Bunun yanında, diğer RNA dizilerinin hidrolizinde katalizör olarak yer alabilirler. Enzimler kadar spesifik olmaları ve bir RNA parçası olmaları nedeniyle ribozimler olarak adlandırılırlar. Ancak aşağıdaki özelliklerinden dolayı enzimlerden farklıdırlar:
1) Enzimlerin aksine ribozimler belirli bir pH ve sıcaklık gerektirmezler.
2) Ribozimler nükleotidlerden oluşur.
3) Aktif ve katalitik alanlar gibi iyi tanımlanmış bölgeleri bulunmaz.
4) Çok küçük miktarlarda maddelere etki edebilirler, ancak etkinlikleri daha sınırlıdır.

Bugüne kadar birçok doğal ribozim keşfedilmiştir, ek olarak çeşitli yapay ribozimlerin sentezlenmesiyle birlikte sayıları giderek artmaktadır. Ribozimler yukarıda bahsedilen özellikleri nedeniyle, potansiyel terapötik ajanlar ve biyosensörler olarak yanı sıra fonksiyonel genomik ve gen keşfindeki uygulamalarda önemli rol oynayabilir.