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Ribozyme sind spezielle Arten von RNA, die als Enzyme fungieren können.
Die Substrate für die meisten natürlich vorkommenden Ribozyme sind RNA-Phosphodiesterbindungen. Die einzige bekannte Ausnahme ist die ribosomale RNA 23S im bakteriellen Ribosom, die die Bildung von Peptidbindungen katalysiert.
Ribozyme wurden in allen Arten von Organismen gefunden und ähneln proteinbasierten Enzymen, da beide die Reaktionsgeschwindigkeit erhöhen. Viele Ribozyme benötigen Metallionen, wie Magnesium, als Co-Faktoren, um Reaktionen zu katalysieren.
Einige Klassen von Introns können als Ribozyme fungieren. Introns werden in fünf verschiedene Klassen eingeteilt: nukleäre mRNA, nukleare tRNA, Archaeen, Introns der Gruppe eins und Gruppe zwei.
Introns der Gruppen eins und zwei sind große Ribozyme, die mehrere hundert Nukleotide lang sind und in Pilz- und Pflanzenmitochondrien, Chloroplasten, Bakteriophagen und eukaryotischen Viren vorkommen.
Sie können sich ohne die Hilfe von Proteinen selbst spleißen, während nukleäre Introns durch das Spleißosom, einen RNA- und Protein-haltigen Enzymkomplex, gespleißt werden.
Kleine Ribozyme sind in der Regel 50 bis 150 Nukleotide lang und sind selbstspaltende Nukleotidsequenzmotive. Diese sind in vielen RNA-Pflanzenviren sowie im Hepatitis-Delta-Virus, einem menschlichen Krankheitserreger, zu finden.
Der Replikationsprozess in diesen Viren produziert lange RNA, die mehrere Einheiten des viralen Genoms trägt, wobei jede Einheit ein kleines Ribozym wie einen Hammerhai trägt. Diese Hammerhai-Enzyme in regelmäßigen Abständen durchlaufen eine Selbstspaltung, die zu einem Bruch der langen RNA in einzelne Genomsegmente führt.
Die meisten Ribozyme spalten ihre eigene Nukleotidsequenz, Ribonuklease P kann jedoch auch andere RNA-Moleküle spalten. Ribonuklease P kommt in einigen Bakterien vor und verarbeitet Vorläufer-tRNA, um ein reifes 5'-Ende zu erzeugen.
Es ist bekannt, dass die natürlich verfügbaren Ribozyme einen engen Bereich von Reaktionen katalysieren, wie z. B. den Phosphoryltransfer in Nukleinsäuren und die Bildung von Peptidbindungen in Proteinen. Wissenschaftler haben im Labor künstliche Ribozyme synthetisiert, die eine Vielzahl von Reaktionen wie die Bildung von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen und Oxidations-Reduktions-Reaktionen durchführen können.
Der Begriff Ribozym wird für RNA verwendet, die als Enzym wirken kann. Ribozyme finden sich hauptsächlich in ausgewählten Viren, Bakterien, Pflanzenor…
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