Ribozymes

Les ribozymes sont des types spéciaux d'ARN qui peuvent agir comme enzymes. Les substrats de la plupart des ribozymes naturels sont des liaisons phosphodiester ARN. La seule exception connue est l'ARN ribosomique 23s dans le ribosome bactérien, qui catalyse la formation de la liaison peptide.

Des ribozymes ont été trouvés dans tous les types d'organismes et sont similaires aux enzymes à base de protéines car ils augmentent tous les deux le taux de réactions. Beaucoup de ribozymes ont besoin d'ions métalliques, comme le magnésium, en tant que cofacteurs pour catalyser les réactions. Certaines classes d'introns peuvent agir comme des ribozymes.

Les introns sont classés en cinq classes distinctes-ARNm nucléaire, ARNt nucléaire, introns archéens, groupe I et groupe II.Les introns des groupes I et II sont de grandes ribozymes qui font plusieurs centaines de nucléotides de longs et se trouvent dans les mitochondries fongiques et végétales, les chloroplastes, les bactériophages et les virus eucaryotes. Ils peuvent s'auto-épisser sans l'aide de protéines. Alors que les introns nucléaires sont épissés par le splicéosome, complexe enzymatique contenant de l'ARN et des protéines.

Les ribozymes de petite taille font généralement de 50 à 150 nucéotides de long et ont des motifs de séquences de nucléotides auto-clivantes. Ces virus peuvent être trouvés dans de nombreux ARN viraux de plantes ainsi que dans le virus de l'hépatite delta, un agent pathogène humain. Le processus de réplication de ces virus produit de longs ARN portant plusieurs unités du génome viral, où chaque unité porte un petit ribozyme en tête de marteau.

Ces enzymes en tête de marteau régulièrement espacées subissent un auto-clivage, entraînant la rupture du long ARN en segments de génome individuels. La plupart des ribozymes clivent leur propre séquence nucléotidique. Cependant, la ribonucléase P peut cliver d'autres molécules d'ARN.

La ribonucléase P se trouve dans certaines bactéries et traite l'ARNt précurseur pour générer une extrémité 5 prime mature. Les ribozymes disponibles naturellement sont connus pour catalyser une gamme étroite de réactions, telles que le transfert de phosphate dans les acides nucléiques et la formation de liaison peptidique dans les protéines. Des scientifiques ont synthétisé des ribozymes artificiels en laboratoire, qui peuvent effectuer un large éventail de réactions, comme la formation de liaison carbone-carbone et les réactions d'oxydoréduction.