Ribozimas

O termo ribozima é utilizado para RNA que pode atuar como enzima. Ribozimas são encontradas principalmente em certos vírus, bactérias, organelos de plantas, e eucariotas inferiores. As ribozimas foram descobertas pela primeira vez em 1982, quando o laboratório de Tom Cech observou intrões de Grupo I a agir como enzimas. Isto foi logo seguido pela descoberta de outra ribozima, a Ribonuclease P, pelo laboratório de Sid Altman. Tanto Cech como Altman receberam o Prémio Nobel de Química em 1989 pelo seu trabalho em ribozimas.

As ribozimas podem ser categorizadas em dois grupos, dependendo do seu tamanho – grandes e pequenas. As ribozimas grandes podem variar em tamanho de algumas centenas a vários milhares de nucleótidos. Intrões do tipo I e II e a Ribonuclease P bacteriana são ribozimas grandes. As ribozimas pequenas têm 30 a 150 nucleótidos de comprimento. Elas são encontradas em muitos vírus patogénicos de plantas e no vírus da hepatite delta (HDV), um agente patogénico humano. Hammerhead, hairpin, HDV e Varkud satellite são tipos comuns de ribozimas pequenas. A maioria das ribozimas grandes precisa de iões metálicos, especialmente Mg², para a sua atividade, mas iões metálicos não são necessários para a maioria das ribozimas pequenas. A ribozima glmS, no mRNA de glmS, é uma ribozima única, pois também atua como um riboswitch quando a glucosamina 6-fosfato está presente em altas concentrações.

A maioria das ribozimas que ocorrem naturalmente catalisam auto-clivagem, quebrando ligações fosfodiéster presentes no seu próprio RNA. Ao contrário de uma enzima proteica típica, a maioria das ribozimas realiza apenas uma única reação porque, após a auto-clivagem, elas deixam de estar ativas. No entanto, duas ribozimas – Ribonuclease P e o RNA 23S na subunidade ribossómica 50S realizam diferentes reações. A Ribonuclease P bacteriana é um complexo de RNA-proteína que tem atividade de endonuclease e precisa de iões Mg²⁺. O seu componente de RNA atua na extremidade 5' do tRNA prematuro para produzir a extremidade 5' madura. O RNA 23S presente no ribossoma é diferente de todas as outras ribozimas naturais conhecidas uma vez que em vez de reações de transferência de fosforilo, realiza reações de formação de ligações peptídicas durante a tradução.

Uma vez que o RNA pode agir como portador de informação genética e como enzimas, hipotetiza-se que no passado possa ter existido um “mundo de RNA” onde o RNA tenha desempenhado um papel importante no desenvolvimento das formas de vida iniciais.  No entanto, com a evolução de formas de vida complexas, proteínas com vinte aminoácidos podem ter começado a agir como enzimas e a assumir as muitas reações realizadas pelas ribozimas. Essa teoria é apoiada por ribozimas artificiais desenvolvidas in vitro que podem realizar uma miríade de reações, como formação de ligações de amida, formação de ligações glicosídicas, formação de ligações carbono-carbono, e reações de oxidação-redução.