ריבוזים
ריבוזים (Ribozyme; הלחם בין ריבונוקלאוטיד (RNA) לאנזים) הוא סוג מסוים של מולקולות RNA בעלות פעילות קטליטית, בדומה לאנזימים.
רקע
עריכהההבדל בין ריבוזים לאנזים הוא שבעוד אנזים הוא חלבון, ריבוזים מורכב מ-RNA. הריבוזים התגלה ב-1981 על ידי תומאס צ'ק וסידני אלטמן, שמצאו שמולקולות שונות של RNA כמו tRNA ו-mRNA עוברות שחבור (תהליך הכולל חיתוך של אזורים מסוימים והרכבה מחדש של האזורים שנשארו) על ידי מולקולות RNA אחרות. הגילוי עורר הדים רבים בקהילה המדעית משתי סיבות עיקריות: ראשית, לפי הדוגמה המרכזית של הביולוגיה המולקולרית (Centeral dogma of molecular biology) תפקיד ה-RNA הוא לשמש עותק זמני לגנים המקודדים ב-DNA, ויש לו תפקיד פסיבי בלבד. לעומת זאת, מחקרם מצא ש-RNA מסוגל לחולל אף ריאקציות כימיות ואינו משמש כעותק בלבד. שנית, שנים רבות תהו מדענים כיצד בראשית החיים על פני כדור הארץ היה יכול DNA להתקיים היות שלצורך שכפולו נחוצים חלבונים רבים, ולצורך קידודם של אותם חלבונים נחוץ DNA. גילוי הריבוזים מציע שהריבוזים היה תחילה - מולקולת RNA בעלת פעילות קטליטית שיכלה לשכפל את עצמה ורק במהלך האבולוציה עבר המידע הגנטי ל-DNA ומרבית הפעילות הקטליטית לחלבונים בתא. צ'ק ואלטמן קיבלו פרס נובל בכימיה בשנת 1989 על תגליתם.
הסבר כימי
עריכהבניגוד ל-DNA, ב-RNA ישנה קבוצת הידרוקסיל על פחמן '2 של הריבוז. ההידרוקסיל, מורכב ממימן וחמצן ולכן פולארי - המימן טעון חיובית ומחפש לקבל אלקטרון והחמצן טעון שלילית ומחפש למסור אלקטרון. לכן ההידרוקסיל יכול לשמש בפעילויות כימיות הדורשות מעבר אלקטרונים או התמרה נוקלאופילית. הריאקטיביות של הידרקסיל על פחמן '2 נובעת מכך שהוא אינו מחובר למולקולות אחרות כמו ההידרוקסיל על פחמן '3 או '5 ב-DNA או ב-RNA ושומר על הפולאריות שלו.
דוגמאות לפעילויות קטליטיות
עריכהשחבור חילופי, snRNA, הוא משפחה של ריבוזימים שאחראית על ביצוע פעילות שחבור חילופי ב-hrRNA. בסדרה של ריאקציות כימיות הן חותכות אינטרונים ומחברות אקסונים כך שמ-hrRNA נוצר ה-mRNA. במחלת הזאבת (לופוס) מולקולות אלו נתקפות על ידי המערכת החיסונית.
קידוד חלבונים - rRNA הוא ריבוזים שאחראי לכלל הפעילות הקטליטית בריבוזום. בסדרה ארוכה של פעולות גורם לגיוס ה-tRNA, הזזת הריבוזים על גבי מולקולת ה-mRNA וכיוצא בזה. כדי למנוע בלבול הריבוזום הוא ריבוזים אך לא להפך.
עיבוד RNAse P - tRNA הוא ריבוזים שאחראי על חיתוך והכנת tRNA.
