Ribozimas

Las ribozimas son tipos especiales de ARN que pueden actuar como enzimas.

Los sustratos de la mayoría de las ribozimas naturales son enlaces fosfodiéster de ARN. La única excepción conocida a esto es el ARN ribosómico 23S en el ribosoma bacteriano que cataliza la formación de enlaces peptídicos.

Las ribozimas se han encontrado en todo tipo de organismos y son similares a las enzimas basadas en proteínas, ya que ambas aumentan la velocidad de las reacciones. Muchas ribozimas necesitan iones metálicos, como el magnesio, como cofactores para catalizar las reacciones.

Algunas clases de intrones pueden actuar como ribozimas. Los intrones se clasifican en cinco clases distintas: ARNm nuclear, ARNt nuclear, arqueas, intrones del grupo uno y del grupo dos.

Los intrones de los grupos uno y dos son grandes ribozimas que tienen varios cientos de nucleótidos de largo y se encuentran en mitocondrias de hongos y plantas, cloroplastos, bacteriófagos y virus eucariotas.

Pueden autoempalmarse sin la ayuda de ninguna proteína, mientras que los intrones nucleares son empalmados por el spliceosoma, un complejo enzimático que contiene ARN y proteínas.

Las ribozimas pequeñas suelen tener de 50 a 150 nucleótidos de largo y son motivos de secuencia de nucleótidos que se escinden automáticamente. Estos se pueden encontrar en muchos virus de plantas de ARN, así como en el virus de la hepatitis delta, un patógeno humano.

El proceso de replicación en estos virus produce ARN largo que transporta múltiples unidades del genoma viral, donde cada unidad lleva una pequeña ribozima como el martillo. Estas enzimas martillo espaciadas regularmente sufren una autoescisión que resulta en la rotura del ARN largo en segmentos individuales del genoma.

La mayoría de las ribozimas escinden su propia secuencia de nucleótidos; sin embargo, la ribonucleasa P puede escindir otras moléculas de ARN. La ribonucleasa P se encuentra en algunas bacterias y procesa el ARNt precursor para generar un extremo 5' maduro.

Se sabe que las ribozimas disponibles de forma natural catalizan una estrecha gama de reacciones, como la transferencia de fosforilo en ácidos nucleicos y la formación de enlaces peptídicos en proteínas. Los científicos han sintetizado ribozimas artificiales en el laboratorio que pueden realizar una amplia gama de reacciones como la formación de enlaces carbono-carbono y reacciones de oxidación-reducción.