Ribozima ligasa - Ligase ribozyme
La ribozima de ARN ligasa fue el primero de varios tipos de ribozimas sintéticas producidas por técnicas de evolución y selección in vitro . Son una clase importante de ribozimas porque catalizan el ensamblaje de fragmentos de ARN en polímeros de ARN fosfodiéster , una reacción requerida de todas las polimerasas de ácido nucleico existentes y que se cree que es necesaria para cualquier molécula autorreplicante. Las ideas de que el origen de la vida puede haber involucrado a las primeras moléculas autorreplicantes que son ribozimas se denominan hipótesis del mundo del ARN . Las ribozimas ligasa pueden haber sido parte de ese mundo de ARN prebiótico.
Para copiar ARN, los fragmentos o monómeros (bloques de construcción individuales) que tienen 5'-trifosfatos deben ligarse entre sí. Esto es cierto para las polimerasas modernas (basadas en proteínas) y también es el mecanismo más probable por el cual podría funcionar una ribozima autorreplicasa en un mundo de ARN. Sin embargo, nadie ha encontrado una ribozima natural que pueda realizar esta reacción.
Evolución y selección in vitro
La evolución in vitro de ARN o SELEX permite la evolución y selección artificial de moléculas de ARN que poseen una propiedad deseada, como la afinidad de unión por un ligando particular o una actividad como la de una enzima o catalizador . La primera de estas selecciones implicó el aislamiento de varios aptámeros que se unen a moléculas pequeñas. Los primeros ARN catalíticos producidos por evolución in vitro fueron las ligasas de ARN , ARN catalíticos que unen dos fragmentos de ARN para producir un solo aducto . La ligasa más activa conocida hasta la fecha es la ligasa de clase I, aislada de una secuencia aleatoria (obra de David Bartel , mientras estaba en el laboratorio de Szostak ). Otros ejemplos de RNA ligasas incluyen la ligasa L1 (Robertson y Ellington), la ligasa R3C (Joyce), la ligasa DSL (Inoue). Todas estas ligasas catalizan la formación de un enlace fosfodiéster 3′-5 ′ entre dos fragmentos de ARN.
La ligasa L1
Michael Robertson y Andrew Ellington desarrollaron una ligasa ribozima que realiza la reacción de ensamblaje de ARN 5′-3 ′ deseada , y la llamaron ligasa L1. Para comprender mejor los detalles de cómo esta ribozima se pliega en una estructura que le permite catalizar esta reacción fundamental, se ha resuelto la estructura del cristal de rayos X. La estructura está compuesta por tres vástagos helicoidales llamados vástago A, B y C, que se conectan en una unión de tres hélices.
Referencias
Otras lecturas
- Giambasu GM, Lee TS, Sosa CP, Robertson MP, Scott WG, York DM (abril de 2010). "Identificación de puntos de bisagra dinámicos del interruptor molecular de la ligasa L1" . ARN . 16 (4): 769–780. doi : 10.1261 / rna.1897810 . PMC 2844624 . PMID 20167653 .
- Pitt JN, Ferré-D'Amaré AR (marzo de 2009). "Ingeniería guiada por la estructura de la regioselectividad de ribozimas ligasa de ARN" . Mermelada. Chem. Soc . 131 (10): 3532–3540. doi : 10.1021 / ja8067325 . PMC 2678027 . PMID 19220054 .
- Robertson MP, Knudsen SM, Ellington AD (enero de 2004). "Selección in vitro de ribozimas dependientes de péptidos para la actividad" . ARN . 10 (1): 114-127. doi : 10.1261 / rna.5900204 . PMC 1370523 . PMID 14681590 .
- Robertson MP, Ellington AD (abril de 2000). "Diseño y optimización de ribozimas ligasas activadas por efectores" . Ácidos nucleicos Res . 28 (8): 1751-1759. doi : 10.1093 / nar / 28.8.1751 . PMC 102822 . PMID 10734194 .