Ribozima Ligase - Ligase ribozyme
A ribozima RNA Ligase foi a primeira de vários tipos de ribozimas sintéticas produzidas por evolução in vitro e técnicas de seleção . Eles são uma classe importante de ribozimas porque catalisam a montagem de fragmentos de RNA em polímeros de RNA de fosfodiéster , uma reação necessária de todas as polimerases de ácido nucleico existentes e considerada necessária para qualquer molécula auto-replicante. As ideias de que a origem da vida pode ter envolvido as primeiras moléculas autorreplicantes sendo ribozimas são chamadas de hipóteses do mundo de RNA . As ribozimas de ligase podem ter feito parte de um mundo de RNA pré-biótico.
Para copiar o RNA, fragmentos ou monômeros (blocos de construção individuais) que têm 5'-trifosfatos devem ser ligados entre si. Isso é verdade para polimerases modernas (baseadas em proteínas) e também é o mecanismo mais provável pelo qual uma ribozima auto-replicase em um mundo de RNA pode funcionar. No entanto, ninguém encontrou uma ribozima natural que possa realizar essa reação.
Evolução e seleção in vitro
A evolução in vitro de RNA ou SELEX permite a evolução artificial e seleção de moléculas de RNA que possuem uma propriedade desejada, como afinidade de ligação para um ligante particular ou uma atividade, como a de uma enzima ou catalisador . A primeira dessas seleções envolveu o isolamento de vários aptâmeros que se ligam a pequenas moléculas. Os primeiros RNAs catalíticos produzidos pela evolução in vitro foram RNA ligases , RNAs catalíticos que unem dois fragmentos de RNA para produzir um único aduto . A ligase mais ativa conhecida até o momento é a ligase Classe I, isolada de sequência aleatória (trabalho de David Bartel , enquanto no laboratório de Szostak ). Outros exemplos de RNA ligases incluem a ligase L1 (Robertson e Ellington), a ligase R3C (Joyce), a ligase DSL (Inoue). Todas essas ligases catalisam a formação de uma ligação fosfodiéster 3′ – 5 ′ entre dois fragmentos de RNA.
A ligase L1
Michael Robertson e Andrew Ellington desenvolveram uma ribozima ligase que realiza a reação de montagem do RNA 5′ – 3 ′ desejada e chamou isso de ligase L1. Para entender melhor os detalhes de como essa ribozima se dobra em uma estrutura que permite catalisar essa reação fundamental, a estrutura de cristal de raios-X foi resolvida. A estrutura é composta por três hastes helicoidais chamadas hastes A, B e C, que se conectam em uma junção de três hélices.
Referências
Leitura adicional
- Giambasu GM, Lee TS, Sosa CP, Robertson MP, Scott WG, York DM (abril de 2010). "Identificação de pontos de articulação dinâmicos do interruptor molecular L1 ligase" . RNA . 16 (4): 769–780. doi : 10.1261 / rna.1897810 . PMC 2844624 . PMID 20167653 .
- Pitt JN, Ferré-D'Amaré AR (março de 2009). EngineeringEngenharia guiada por estrutura da regiosseletividade de ribozimas de RNA ligase " . Geléia. Chem. Soc . 131 (10): 3532–3540. doi : 10.1021 / ja8067325 . PMC 2678027 . PMID 19220054 .
- Robertson MP, Knudsen SM, Ellington AD (janeiro de 2004). "Seleção in vitro de ribozimas dependentes de peptídeos para atividade" . RNA . 10 (1): 114–127. doi : 10.1261 / rna.5900204 . PMC 1370523 . PMID 14681590 .
- Robertson MP, Ellington AD (abril de 2000). "Projeto e otimização de ribozima ligases ativadas por efetor" . Nucleic Acids Res . 28 (8): 1751–1759. doi : 10.1093 / nar / 28.8.1751 . PMC 102822 . PMID 10734194 .