Ligas ribozym
RNA- ligas-ribozymet var det första av flera typer av syntetiska ribozymer som producerades genom in vitro- evolution och selektionstekniker . De är en viktig klass av ribozymer eftersom de katalyserar sammansättningen av RNA- fragment till fosfodiester- RNA-polymerer, en reaktion som krävs av alla befintliga nukleinsyrapolymeraser och som anses vara nödvändig för alla självreplikerande molekyler. Idéer om att livets ursprung kan ha inneburit att de första självreplikerande molekylerna var ribozymer kallas RNA-världshypoteser . Ligasribozymer kan ha varit en del av en sådan prebiotisk RNA-värld.
För att kopiera RNA måste fragment eller monomerer (enskilda byggstenar) som har 5′-trifosfater ligeras samman. Detta är sant för moderna (proteinbaserade) polymeraser och är också den mest troliga mekanismen genom vilken ett ribozym-självreplikas i en RNA-värld kan fungera. Ändå har ingen hittat ett naturligt ribozym som kan utföra denna reaktion.
In vitro evolution och urval
RNA in vitro-evolution eller SELEX möjliggör artificiell utveckling och selektion av RNA- molekyler som har en önskad egenskap, såsom bindningsaffinitet för en viss ligand eller en aktivitet såsom den hos ett enzym eller en katalysator . De första sådana valen involverade isolering av olika aptamerer som binder till små molekyler. De första katalytiska RNA som producerades av in vitro-evolution var RNA- ligaser , katalytiska RNA som sammanfogar två RNA-fragment för att producera en enda addukt . Det mest aktiva ligaset hittills känt är klass I-ligaset, isolerat från slumpmässig sekvens (arbete av David Bartel , medan han var i Szostak- labbet). Andra exempel på RNA-ligaser inkluderar L1-ligas (Robertson och Ellington), R3C-ligas (Joyce), DSL-ligas (Inoue). Alla dessa ligaser katalyserar bildandet av en 3′–5′ fosfodiesterbindning mellan två RNA-fragment.
L1-ligas
Michael Robertson och Andrew Ellington utvecklade ett ligasribozym som utför den önskade 5′–3′ RNA-sammansättningsreaktionen och kallade detta L1-ligas. För att bättre förstå detaljerna om hur detta ribozym viks till en struktur som tillåter det att katalysera denna grundläggande reaktion, röntgenkristallstrukturen lösts. Strukturen är sammansatt av tre spiralformade stammar som kallas stam A, B och C, som ansluter vid en tre helixövergång.
Vidare läsning
- Giambasu GM, Lee TS, Sosa CP, Robertson MP, Scott WG, York DM (april 2010). "Identifiering av dynamiska gångjärnspunkter för L1-ligas molekylär switch" . RNA . 16 (4): 769–780. doi : 10.1261/rna.1897810 . PMC 2844624 . PMID 20167653 .
- Pitt JN, Ferré-D'Amaré AR (mars 2009). "Strukturstyrd konstruktion av regioselektiviteten hos RNA-ligasribozymer" . J. Am. Chem. Soc . 131 (10): 3532–3540. doi : 10.1021/ja8067325 . PMC 2678027 . PMID 19220054 .
- Robertson MP, Knudsen SM, Ellington AD (januari 2004). "In vitro-selektion av ribozymer beroende av peptider för aktivitet" . RNA . 10 (1): 114–127. doi : 10.1261/rna.5900204 . PMC 1370523 . PMID 14681590 .
- Robertson MP, Ellington AD (april 2000). "Design och optimering av effektoraktiverade ribozymligaser" . Nucleic Acids Res . 28 (8): 1751–1759. doi : 10.1093/nar/28.8.1751 . PMC 102822 . PMID 10734194 .