11.13
리보자임(Ribozymes)은 효소로 작용할 수 있는 특별한 유형의 RNA입니다.
대부분의 자연적으로 발생하는 리보자임의 기질은 RNA 포스포디에스테르 결합입니다. 이에 대한 유일하게 알려진 예외는 펩타이드 결합 형성을 촉매하는 박테리아 리보솜의 23S 리보솜 RNA입니다.
리보자임은 모든 유형의 유기체에서 발견되었으며 둘 다 반응 속도를 증가시킨다는 점에서 단백질 기반 효소와 유사합니다. 많은 리보자임은 반응을 촉매하기 위한 보조 인자로 마그네슘과 같은 금속 이온을 필요로 합니다.
일부 종류의 인트론은 리보자임으로 작용할 수 있습니다. 인트론은 핵 mRNA, 핵 tRNA, 고세균, 1족 및 2족 인트론의 5가지 클래스로 분류됩니다.
1족과 2족 인트론은 수백 뉴클레오티드 길이의 큰 리보자임으로, 곰팡이 및 식물 미토콘드리아, 엽록체, 박테리오파지, 진핵생물 바이러스에서 발견됩니다.
그들은 단백질의 도움 없이 자체 접합할 수 있는 반면, 핵 인트론은 RNA 및 단백질 함유 효소 복합체인 스플라이소솜에 의해 접합됩니다.
작은 리보자임은 일반적으로 50-150 뉴클레오티드 길이이며 자체 절단 뉴클레오티드 서열 모티프입니다. 이들은 많은 RNA 식물 바이러스와 인간 병원체인 델타 간염 바이러스에서 발견될 수 있습니다.
이러한 바이러스의 복제 과정은 바이러스 게놈의 여러 단위를 운반하는 긴 RNA를 생성하며, 각 단위는 귀상어와 같은 작은 리보자임을 운반합니다. 이 규칙적인 간격의 귀상어 효소는 자체 절단을 거쳐 긴 RNA가 개별 게놈 분절로 파손됩니다.
대부분의 리보자임은 자신의 뉴클레오티드 염기서열을 절단하지만, 리보뉴클레아제 P는 다른 RNA 분자를 절단할 수 있습니다. 리보뉴클레아제 P는 일부 박테리아에서 발견되며 전구체 tRNA를 처리하여 성숙한 5' 말단을 생성합니다.
자연적으로 이용 가능한 리보자임은 핵산의 인산화 전달 및 단백질의 펩타이드 결합 형성과 같은 좁은 범위의 반응을 촉매하는 것으로 알려져 있습니다. 과학자들은 실험실에서 탄소-탄소 결합 형성 및 산화-환원 반응과 같은 광범위한 반응을 수행할 수 있는 인공 리보자임을 합성했습니다.
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