రైబోజైమ్

From LTRC

రైబోజోమ్ తో పొరబడకండి

హామర్‌హెడ్ రైబోజైమ్ యొక్క 3D నిర్మాణం

రైబోజైమ్‌లు (రైబోన్యూక్లియిక్ యాసిడ్ ఎన్జైమ్లు) అనేవి ప్రోటీన్ ఎంజైమ్‌ల చర్య మాదిరిగానే, జన్యు వ్యక్తీకరణలో RNA స్ప్లైసింగ్ వంటి నిర్దిష్ట జీవరసాయన చర్యలను ఉత్ప్రేరకపరచగల (Catalysis) సామర్థ్యం కలిగిన RNA అణువులు. 1982లో రైబోజైమ్‌ల ఆవిష్కరణ, RNA అనేది జన్యు పదార్థంగా (DNA వలె) మరియు జీవ ఉత్ప్రేరకంగా (ప్రోటీన్ల వలె) రెండింటిలా పనిచేయగలదని నిరూపించింది. ఇది RNA ప్రపంచ పరికల్పనకు దోహదపడింది, ఇది ప్రీబయోటిక్ స్వీయ-ప్రతిరూపణ వ్యవస్థల పరిణామంలో RNA ముఖ్యమైన పాత్ర పోషించి ఉండవచ్చని సూచిస్తుంది.[1]

సహజమైన లేదా ఇన్ విట్రో పరిణామం చెందిన రైబోజైమ్‌ల యొక్క అత్యంత సాధారణ కార్యకలాపాలు RNA మరియు DNAల బంధ విచ్ఛేదనం (Cleavage) లేదా లిగేషన్, మరియు పెప్టైడ్ బంధ నిర్మాణం.[2] ఉదాహరణకు, తెలిసిన అతి చిన్న రైబోజైమ్ (GUGGC-3') ఫినైల్ అలనైన్-అడెనోసిన్ మోనోఫాస్ఫేట్ సమక్షంలో GCCU-3' క్రమాన్ని అమినోఎసైలేషన్ చేయగలదు.[3] రైబోజోమ్ లోపల, రైబోజైమ్‌లు ప్రోటీన్ సంశ్లేషణ సమయంలో అమైనో ఆమ్లాలను అనుసంధానించడానికి పెద్ద సబ్ యూనిట్ రైబోసోమల్ RNAలో భాగంగా పనిచేస్తాయి. ఇవి RNA స్ప్లైసింగ్, వైరల్ ప్రతిరూపణ, మరియు ట్రాన్స్‌ఫర్ RNA బయోసింథసిస్‌తో సహా వివిధ RNA ప్రాసెసింగ్ చర్యలలో కూడా పాల్గొంటాయి. రైబోజైమ్‌లకు ఉదాహరణలు: హామర్‌హెడ్ రైబోజైమ్, VS రైబోజైమ్, లీడ్‌జైమ్, మరియు హెయిర్‌పిన్ రైబోజైమ్.

RNA ప్రపంచ పరికల్పన ద్వారా జీవ ఆవిర్భావాన్ని పరిశోధిస్తున్న పరిశోధకులు, స్వీయ-ప్రతిరూపణ సామర్థ్యం కలిగిన రైబోజైమ్‌ను కనుగొనే పనిలో ఉన్నారు. దీనికి RNA పాలిమర్‌లను ఉత్ప్రేరక పద్ధతిలో సంశ్లేషణ చేసే సామర్థ్యం ఉండాలి. సమాచార క్షీణతను నివారించడానికి అధిక ఖచ్చితత్వంతో కాపీ చేసే సామర్థ్యం, అదే సమయంలో డార్వినియన్ పరిణామం కొనసాగడానికి కాపీ చేసే ప్రక్రియలో అప్పుడప్పుడు తప్పులు జరిగే అవకాశం ప్రీబయోటిక్ పరిస్థితులలో ఉండాలి.[4]

రైబోజైమ్‌లను చికిత్సా ఏజెంట్లుగా, నిర్దిష్ట RNA క్రమాలను విచ్ఛేదనం చేసే ఎంజైమ్‌లుగా, బయోసెన్సార్‌లుగా, మరియు ఫంక్షనల్ జెనోమిక్స్ మరియు జన్యు ఆవిష్కరణలో అనువర్తనాల కోసం అభివృద్ధి చేయడానికి ప్రయత్నాలు జరిగాయి.[5]

ఆవిష్కరణ

RNA యొక్క రైబోజైమ్ విచ్ఛేదనాన్ని చూపే రేఖాచిత్రం

రైబోజైమ్‌ల ఆవిష్కరణకు ముందు, ఎంజైమ్‌లు—అంటే కేవలం ఉత్ప్రేరక ప్రోటీన్లుగా నిర్వచించబడినవి—మాత్రమే తెలిసిన ఏకైక జీవ ఉత్ప్రేరకాలు. 1967లో, కార్ల్ వోస్, ఫ్రాన్సిస్ క్రిక్, మరియు లెస్లీ ఓర్గెల్ RNA ఉత్ప్రేరకంగా పనిచేయగలదని మొదట సూచించారు. ఈ ఆలోచన RNA సంక్లిష్టమైన ద్వితీయ నిర్మాణాలు (secondary structures) ఏర్పరచగలదనే ఆవిష్కరణపై ఆధారపడి ఉంది.[6] ఈ రైబోజైమ్‌లు RNA ట్రాన్స్‌క్రిప్ట్ యొక్క ఇంట్రాన్లో కనుగొనబడ్డాయి, ఇది ట్రాన్స్‌క్రిప్ట్ నుండి తనను తాను తొలగించుకుంటుంది, అలాగే RNase P కాంప్లెక్స్ యొక్క RNA భాగంలో కూడా కనుగొనబడ్డాయి, ఇది ప్రీ-tRNAల పరిపక్వతలో పాల్గొంటుంది. 1989లో, థామస్ ఆర్. సెచ్ మరియు సిడ్నీ ఆల్ట్‌మాన్ "RNA యొక్క ఉత్ప్రేరక లక్షణాల ఆవిష్కరణ" కోసం రసాయన శాస్త్రంలో నోబెల్ బహుమతిని పంచుకున్నారు.[7] రైబోజైమ్ అనే పదాన్ని మొదట కెల్లీ క్రూగర్ మరియు ఇతరులు 1982లో సెల్లో ప్రచురించిన ఒక పత్రంలో పరిచయం చేశారు.[1]

జీవశాస్త్రంలో ఉత్ప్రేరక ప్రక్రియ కేవలం ప్రోటీన్లకే పరిమితమని ఒక బలమైన నమ్మకం ఉండేది. అయితే, RNA ఉత్ప్రేరక ప్రక్రియ అనే ఆలోచన జీవ ఆవిర్భావానికి సంబంధించిన పాత ప్రశ్న ద్వారా ప్రేరేపించబడింది: కణంలో పని చేసే ఎంజైమ్‌లు ముందు వచ్చాయా లేదా ఎంజైమ్‌లను ఉత్పత్తి చేయడానికి అవసరమైన సమాచారాన్ని మోసుకెళ్లే న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాలు ముందు వచ్చాయా? "ఉత్ప్రేరకాలుగా రైబోన్యూక్లియిక్ ఆమ్లాలు" అనే భావన ఈ సమస్యను అధిగమిస్తుంది. క్లుప్తంగా చెప్పాలంటే, RNA కోడి మరియు గుడ్డు రెండింటిలా ఉండగలదు.[8]

1980లలో, కొలరాడో బౌల్డర్ విశ్వవిద్యాలయంలో థామస్ సెచ్, టెట్రాహైమెనా థెర్మోఫిలాలోని రైబోసోమల్ RNA జన్యువులో ఇంట్రాన్‌ల తొలగింపును అధ్యయనం చేస్తున్నారు. స్ప్లైసింగ్ చర్యకు బాధ్యత వహించే ఎంజైమ్‌ను శుద్ధి చేయడానికి ప్రయత్నిస్తున్నప్పుడు, ఎటువంటి అదనపు కణ సారం లేకుండానే ఇంట్రాన్ తొలగించబడగలదని ఆయన కనుగొన్నారు. ఎంత ప్రయత్నించినా, సెచ్ మరియు అతని సహచరులు స్ప్లైసింగ్ చర్యతో సంబంధం ఉన్న ఏ ప్రోటీన్‌ను గుర్తించలేకపోయారు. చాలా కృషి తర్వాత, RNAలోని ఇంట్రాన్ క్రమ భాగం ఫాస్ఫోడైస్టర్ బంధాలను విచ్ఛిన్నం చేసి తిరిగి ఏర్పరచగలదని సెచ్ ప్రతిపాదించారు. అదే సమయంలో, యేల్ విశ్వవిద్యాలయంలో ప్రొఫెసర్ అయిన సిడ్నీ ఆల్ట్‌మాన్, కణంలో tRNA అణువులు ఎలా ప్రాసెస్ చేయబడతాయో అధ్యయనం చేస్తున్నప్పుడు, ఆయన మరియు అతని సహచరులు RNase-P అనే ఎంజైమ్‌ను వేరు చేశారు, ఇది ప్రీకర్సర్ tRNAని క్రియాశీల tRNAగా మార్చడానికి బాధ్యత వహిస్తుంది. ఆశ్చర్యకరంగా, RNase-Pలో ప్రోటీన్‌తో పాటు RNA కూడా ఉందని మరియు క్రియాశీల ఎంజైమ్‌లో RNA ఒక ముఖ్యమైన భాగమని వారు కనుగొన్నారు. ఇది చాలా వింతైన ఆలోచన కావడంతో, వారి పరిశోధనలను ప్రచురించడంలో వారు ఇబ్బందులు ఎదుర్కొన్నారు. మరుసటి సంవత్సరం, ఆల్ట్‌మాన్ RNase-P RNA సబ్ యూనిట్ ఎటువంటి ప్రోటీన్ భాగం లేకుండానే ప్రీకర్సర్ tRNAని క్రియాశీల tRNAగా విచ్ఛేదనం చేయగలదని చూపడం ద్వారా RNA ఉత్ప్రేరకంగా పనిచేయగలదని నిరూపించారు.

సెచ్ మరియు ఆల్ట్‌మాన్ ఆవిష్కరణ తర్వాత, ఇతర పరిశోధకులు స్వీయ-విచ్ఛేదన RNA లేదా ఉత్ప్రేరక RNA అణువుల యొక్క ఇతర ఉదాహరణలను కనుగొన్నారు. అనేక రైబోజైమ్‌లు హెయిర్‌పిన్ లేదా హామర్‌హెడ్ ఆకారంలో ఉన్న క్రియాశీల కేంద్రాలను మరియు ప్రత్యేకమైన ద్వితీయ నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటాయి, ఇవి ఇతర RNA అణువులను నిర్దిష్ట క్రమాల వద్ద విచ్ఛేదనం చేయడానికి అనుమతిస్తాయి. ఇప్పుడు ఏదైనా RNA అణువును ప్రత్యేకంగా విచ్ఛేదనం చేసే రైబోజైమ్‌లను తయారు చేయడం సాధ్యమే. ఈ RNA ఉత్ప్రేరకాలు ఔషధ అనువర్తనాలను కలిగి ఉండవచ్చు. ఉదాహరణకు, HIV యొక్క RNAను విచ్ఛేదనం చేయడానికి ఒక రైబోజైమ్ రూపొందించబడింది. అటువంటి రైబోజైమ్‌ను ఒక కణం తయారు చేస్తే, లోపలికి వచ్చే అన్ని వైరస్ కణాల RNA జన్యువు రైబోజైమ్ ద్వారా విచ్ఛేదనం చేయబడుతుంది, ఇది ఇన్ఫెక్షన్‌ను నిరోధిస్తుంది.

నిర్మాణం మరియు యంత్రాంగం

ప్రోటీన్లలో కనిపించే 20 అమైనో ఆమ్ల సైడ్ చైన్లతో పోలిస్తే, ప్రతి మోనోమర్ యూనిట్ (న్యూక్లియోటైడ్లు) కోసం కేవలం నాలుగు ఎంపికలు మాత్రమే ఉన్నప్పటికీ, రైబోజైమ్‌లు విభిన్న నిర్మాణాలను మరియు యంత్రాంగాలను కలిగి ఉంటాయి. అనేక సందర్భాల్లో అవి తమ ప్రోటీన్ ప్రతిరూపాలు ఉపయోగించే యంత్రాంగాన్ని అనుకరించగలవు. ఉదాహరణకు, స్వీయ విచ్ఛేదన రైబోజైమ్ RNAలలో, 2' హైడ్రాక్సిల్ సమూహాన్ని న్యూక్లియోఫైల్‌గా ఉపయోగించి బ్రిడ్జింగ్ ఫాస్ఫేట్‌పై దాడి చేయడం ద్వారా మరియు N+1 బేస్ యొక్క 5' ఆక్సిజన్‌ను లీవింగ్ గ్రూప్‌గా పనిచేసేలా చేయడం ద్వారా ఇన్-లైన్ SN2 చర్య జరుగుతుంది. పోలికగా, అదే చర్యను ఉత్ప్రేరకపరిచే ప్రోటీన్ అయిన RNase A, ఫాస్ఫేట్ వెన్నెముకపై దాడి చేయడానికి బేస్‌గా పనిచేసే కోఆర్డినేటింగ్ హిస్టిడిన్ మరియు లైసిన్‌ను ఉపయోగిస్తుంది.[2]

అనేక ప్రోటీన్ ఎంజైమ్‌ల మాదిరిగానే, అనేక రైబోజైమ్‌ల పనితీరుకు లోహ బంధం కూడా కీలకం.[9] తరచుగా ఈ పరస్పర చర్యలు ఫాస్ఫేట్ వెన్నెముక మరియు న్యూక్లియోటైడ్ బేస్ రెండింటినీ ఉపయోగిస్తాయి, దీనివల్ల తీవ్రమైన నిర్మాణ మార్పులు సంభవిస్తాయి.[10] లోహం సమక్షంలో ఫాస్ఫోడైస్టర్ వెన్నెముక విచ్ఛేదనానికి రెండు యంత్రాంగ తరగతులు ఉన్నాయి. మొదటి యంత్రాంగంలో, అంతర్గత 2'- OH సమూహం SN2 యంత్రాంగంలో భాస్వరం కేంద్రంపై దాడి చేస్తుంది. లోహ అయాన్లు మొదట ఫాస్ఫేట్ ఆక్సిజన్‌ను సమన్వయం చేయడం ద్వారా మరియు తర్వాత ఆక్సియానియన్‌ను స్థిరీకరించడం ద్వారా ఈ చర్యను ప్రోత్సహిస్తాయి. రెండవ యంత్రాంగం కూడా SN2 స్థానభ్రంశాన్ని అనుసరిస్తుంది, కానీ న్యూక్లియోఫైల్ RNA నుండి కాకుండా నీరు లేదా బాహ్య హైడ్రాక్సిల్ సమూహాల నుండి వస్తుంది. అతి చిన్న రైబోజైమ్ UUU, ఇది Mn2+ సమక్షంలో మొదటి యంత్రాంగం ద్వారా GAAA టెట్రాన్యూక్లియోటైడ్ యొక్క G మరియు A మధ్య విచ్ఛేదనాన్ని ప్రోత్సహించగలదు. ఈ ట్రైన్యూక్లియోటైడ్ (కాంప్లిమెంటరీ టెట్రామర్ కంటే) ఈ చర్యను ఎందుకు ఉత్ప్రేరకపరుస్తుందంటే, UUU-AAA జత 64 కాన్ఫిగరేషన్లలో అత్యంత బలహీనమైన మరియు అత్యంత సౌకర్యవంతమైన ట్రైన్యూక్లియోటైడ్ కావచ్చు, ఇది Mn2+ కోసం బంధన సైట్‌ను అందిస్తుంది.[11]

ఫాస్ఫోరైల్ బదిలీని లోహ అయాన్లు లేకుండా కూడా ఉత్ప్రేరకపరచవచ్చు. ఉదాహరణకు, ప్యాంక్రియాటిక్ రైబోన్యూక్లియేజ్ A మరియు హెపటైటిస్ డెల్టా వైరస్ (HDV) రైబోజైమ్‌లు లోహ అయాన్లు లేకుండా ఆమ్ల-క్షార ఉత్ప్రేరక ప్రక్రియ ద్వారా RNA వెన్నెముక విచ్ఛేదనాన్ని ఉత్ప్రేరకపరచగలవు.[12][13] హెయిర్‌పిన్ రైబోజైమ్ కూడా లోహ అయాన్లు లేకుండా RNA యొక్క స్వీయ-విచ్ఛేదనాన్ని ఉత్ప్రేరకపరచగలదు, కానీ దీనికి సంబంధించిన యంత్రాంగం ఇంకా అస్పష్టంగా ఉంది.[13]

రైబోజైమ్ క్రియాశీలత ఎంట్రోపీని తగ్గించడం ద్వారా పక్కపక్కనే ఉన్న అమైనో ఆమ్లాల మధ్య పెప్టైడ్ బంధం ఏర్పడటాన్ని కూడా ఉత్ప్రేరకపరచగలదు.[12]

Ribozyme structure pictures
రైబోజైమ్ నిర్మాణాల వైవిధ్యాన్ని చూపే చిత్రం. ఎడమ నుండి కుడికి: లీడ్‌జైమ్, హామర్‌హెడ్ రైబోజైమ్, ట్విస్టర్ రైబోజైమ్

కార్యకలాపాలు

రైబోజోమ్ అనేది RNAను ప్రోటీన్‌లుగా అనువదించడానికి (translation) రైబోజైమ్‌ను ఉపయోగించే ఒక జీవ యంత్రం.

చాలా కణాలలో రైబోజైమ్‌లు చాలా అరుదుగా ఉన్నప్పటికీ, వాటి పాత్రలు కొన్నిసార్లు జీవానికి అవసరం. ఉదాహరణకు, రైబోజోమ్ యొక్క క్రియాశీల భాగం, RNAను ప్రోటీన్‌లుగా అనువదించే జీవ యంత్రం, ప్రాథమికంగా ఒక రైబోజైమ్, ఇది RNA తృతీయ నిర్మాణ మూలాంశాలతో కూడి ఉంటుంది, ఇవి తరచుగా కోఫాక్టర్లుగా Mg2+ వంటి లోహ అయాన్లతో సమన్వయం చేయబడతాయి.[14] ఒక నమూనా వ్యవస్థలో, ఐదు-న్యూక్లియోటైడ్ RNA ఉత్ప్రేరకపరచే నాలుగు-న్యూక్లియోటైడ్ సబ్‌స్ట్రేట్ యొక్క ట్రాన్స్-ఫినైల్ అలనైన్ బదిలీలో ద్విసంయోజక (divalent) కాటయాన్‌ల అవసరం లేదు, ఇక్కడ ఉత్ప్రేరకం/సబ్‌స్ట్రేట్ C3 రైబోజైమ్ యొక్క ట్రంకేషన్ ద్వారా రూపొందించబడ్డాయి.[15]

అత్యంత బాగా అధ్యయనం చేయబడిన రైబోజైమ్‌లు బహుశా సెచ్[16] మరియు ఆల్ట్‌మాన్[17] చేసిన అసలు ఆవిష్కరణలో వలె తమను తాము లేదా ఇతర RNAలను కత్తిరించేవి. అయితే, రైబోజైమ్‌లను వివిధ రకాల చర్యలను ఉత్ప్రేరకపరచడానికి రూపొందించవచ్చు[18] లేదా అవి సహజంగానే వాటిని కలిగి ఉంటాయి. వీటిలో కొన్ని కార్యకలాపాలు క్రింది విధంగా ఉన్నాయి:[19]

RNA ఒక చాపెరోనిన్ మాదిరిగానే ప్రియాన్ యొక్క వ్యాధిగ్రస్త ప్రోటీన్ నిర్మాణం యొక్క ప్రోటీన్ ఫోల్డింగ్ను ఉత్ప్రేరకపరచవచ్చు.[20]

రైబోజైమ్‌లు మరియు జీవ ఆవిర్భావం

RNA ఒక వంశపారంపర్య అణువుగా కూడా పనిచేయగలదు, ఇది వాల్టర్ గిల్బర్ట్ను ప్రోత్సహించింది, సుదూర గతంలో, కణం ఈ రోజుల్లో DNA మరియు ప్రోటీన్ల మధ్య ఈ విధులను విభజించే బదులు, RNAను జన్యు పదార్థంగా మరియు నిర్మాణ మరియు ఉత్ప్రేరక అణువుగా ఉపయోగించిందని ప్రతిపాదించడానికి; ఈ పరికల్పనను జీవ ఆవిర్భావం యొక్క "RNA ప్రపంచ పరికల్పన" అని పిలుస్తారు.[21] న్యూక్లియోటైడ్లు మరియు RNA (మరియు తద్వారా రైబోజైమ్‌లు) అకర్బన రసాయనాల ద్వారా ఉద్భవించగలవు కాబట్టి, అవి మొదటి ఎంజైమ్లకు అభ్యర్థులు, మరియు వాస్తవానికి, మొదటి "ప్రతిరూపకాలు" (అంటే, తమను తాము ప్రతిరూపించుకునే సమాచారాన్ని కలిగి ఉన్న స్థూల-అణువులు). రెండు సబ్‌స్ట్రేట్‌లను కలిపి తన యొక్క ఖచ్చితమైన కాపీని రూపొందించే స్వీయ-ప్రతిరూపణ రైబోజైమ్‌కు ఒక ఉదాహరణ 2002లో వివరించబడింది.[22] RNA యొక్క ఉత్ప్రేరక చర్య యొక్క ఆవిష్కరణ జీవ ఆవిర్భావం యొక్క "కోడి మరియు గుడ్డు" చిక్కుముడిని పరిష్కరించింది, పెప్టైడ్ మరియు న్యూక్లియిక్ యాసిడ్ మాలిక్యులర్ బయాలజీ యొక్క సెంట్రల్ డాగ్మా సమస్యను పరిష్కరించింది. ఈ దృష్టాంతం ప్రకారం, జీవ ఆవిర్భావ సమయంలో, అన్ని ఎంజైమ్ చర్యలు మరియు జన్యు సమాచార కోడింగ్ ఒకే అణువు ద్వారా చేయబడ్డాయి: RNA.

ప్రయోగశాలలో రైబోజైమ్‌లు ఉత్పత్తి చేయబడ్డాయి, ఇవి చాలా నిర్దిష్ట పరిస్థితులలో యాక్టివేట్ చేయబడిన మోనోమర్ల నుండి ఇతర RNA అణువుల సంశ్లేషణను ఉత్ప్రేరకపరచగలవు, ఈ అణువులను RNA పాలిమరేజ్ రైబోజైమ్‌లుగా పిలుస్తారు.[23] మొదటి RNA పాలిమరేజ్ రైబోజైమ్ 1996లో నివేదించబడింది మరియు ఇది 6 న్యూక్లియోటైడ్ల పొడవు వరకు RNA పాలిమర్‌లను సంశ్లేషణ చేయగలదు.[24] యాదృచ్ఛిక RNA క్రమాల యొక్క పెద్ద పూల్ నుండి RNA లిగేజ్ రైబోజైమ్‌పై మ్యుటాజెనిసిస్ మరియు ఎంపిక నిర్వహించబడింది,[25] దీని ఫలితంగా 2001లో మెరుగుపరచబడిన "రౌండ్-18" పాలిమరేజ్ రైబోజైమ్ వేరు చేయబడింది, ఇది 14 న్యూక్లియోటైడ్ల పొడవు వరకు RNA పాలిమర్‌లను ఉత్ప్రేరకపరచగలదు.[26] రౌండ్-18 రైబోజైమ్‌పై మరింత ఎంపికను వర్తింపజేసిన తర్వాత, B6.61 రైబోజైమ్ ఉత్పత్తి చేయబడింది మరియు ఇది 24 గంటల్లో ప్రైమర్ టెంప్లేట్‌కు 20 న్యూక్లియోటైడ్ల వరకు జోడించగలదు, అది దాని ఫాస్ఫోడైస్టర్ బంధాల విచ్ఛేదనం ద్వారా విచ్ఛిన్నమయ్యే వరకు.[27]

రైబోజైమ్‌లు RNA క్రమాన్ని పాలిమరైజ్ చేసే రేటు మిసెల్ లోపల జరిగినప్పుడు గణనీయంగా పెరుగుతుంది.[28]

తర్వాత కనుగొనబడిన రైబోజైమ్ "tC19Z" రైబోజైమ్, ఇది 0.0083 మ్యుటేషన్లు/న్యూక్లియోటైడ్ విశ్వసనీయతతో 95 న్యూక్లియోటైడ్ల వరకు జోడించగలదు.[29] తర్వాత, పరిశోధకులు "tC9Y" రైబోజైమ్‌ను కనుగొన్నారు మరియు ఇది సున్నా కంటే తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద యూటెక్టిక్ దశ పరిస్థితులలో 206 న్యూక్లియోటైడ్ల పొడవు వరకు RNA స్ట్రాండ్‌లను సంశ్లేషణ చేయగలదు,[30] ఈ పరిస్థితులు రైబోజైమ్ పాలిమరేజ్ చర్యను ప్రోత్సహిస్తాయని గతంలో చూపబడింది.[31]

tC9-4M అని పిలువబడే RNA పాలిమరేజ్ రైబోజైమ్ (RPR), శారీరక స్థాయిలకు దగ్గరగా ఉన్న మెగ్నీషియం అయాన్ సాంద్రతలలో తనకంటే పొడవైన (అంటే 177 nt కంటే ఎక్కువ) RNA గొలుసులను పాలిమరైజ్ చేయగలదు, అయితే మునుపటి RPRలకు 200 mM వరకు ప్రీబయోటిక్‌గా అసాధ్యమైన సాంద్రతలు అవసరమయ్యాయి. ఇది సాధించడానికి అవసరమైన ఏకైక అంశం లైసిన్ డెకాపెప్టైడ్ అని పిలువబడే చాలా సరళమైన అమైనో ఆమ్ల పాలిమర్ ఉనికి.[32]

ఆ సమయానికి సంశ్లేషణ చేయబడిన అత్యంత సంక్లిష్టమైన RPRని 24-3 అని పిలుస్తారు, ఇది గణనీయమైన వైవిధ్యమైన న్యూక్లియోటైడ్ క్రమాలను పాలిమరైజ్ చేయడానికి మరియు మునుపటి రైబోజైమ్‌లకు అందుబాటులో లేని RNA సబ్‌స్ట్రేట్‌ల సంక్లిష్ట ద్వితీయ నిర్మాణాల ద్వారా నావిగేట్ చేయడానికి కొత్తగా సామర్థ్యం కలిగి ఉంది. వాస్తవానికి, ఈ ప్రయోగం ఒక tRNA అణువును సంశ్లేషణ చేయడానికి రైబోజైమ్‌ను ఉపయోగించిన మొదటి ప్రయోగం.[33] 24-3 రైబోజైమ్‌తో ప్రారంభించి, Tjhung మరియు ఇతరులు[34] ఇన్ విట్రో పరిణామం ద్వారా '38-6' అని పిలువబడే RNA పాలిమరేజ్ రైబోజైమ్‌ను పొందడానికి మరో పద్నాలుగు రౌండ్ల ఎంపికను వర్తింపజేశారు, ఇది సంక్లిష్ట RNA అణువులను కాపీ చేయడంలో అపూర్వమైన స్థాయి చర్యను కలిగి ఉంది. అయితే, ఈ రైబోజైమ్ తనను తాను కాపీ చేసుకోలేదు మరియు దాని RNA ఉత్పత్తులు అధిక మ్యుటేషన్ రేటును కలిగి ఉన్నాయి. తదుపరి అధ్యయనంలో, పరిశోధకులు 38-6 రైబోజైమ్‌తో ప్రారంభించి '52-2' రైబోజైమ్‌ను రూపొందించడానికి మరో 14 రౌండ్ల ఎంపికను వర్తింపజేశారు, ఇది 38-6తో పోలిస్తే, మళ్ళీ అనేక రెట్లు ఎక్కువ క్రియాశీలతను కలిగి ఉంది మరియు క్లాస్ I లిగేజ్ యొక్క గుర్తించదగిన మరియు క్రియాశీల స్థాయిలను ఉత్పత్తి చేయడం ప్రారంభించగలదు, అయినప్పటికీ T7 RNA పాలిమరేజ్ వంటి ప్రోటీన్ల ద్వారా అదే టెంప్లేట్‌ను కాపీ చేయడంతో పోలిస్తే దాని విశ్వసనీయత మరియు పనితీరు పరిమితంగానే ఉంది.[35]

t5(+1) అని పిలువబడే ఒక RPR ఒకేసారి ఒక న్యూక్లియోటైడ్‌కు బదులుగా ఒకేసారి మూడు న్యూక్లియోటైడ్లను జోడిస్తుంది. ఈ హెటెరోడైమెరిక్ RPR హెయిర్‌పిన్‌లతో సహా 24-3కి అందుబాటులో లేని ద్వితీయ నిర్మాణాలను నావిగేట్ చేయగలదు. గతంలో సంశ్లేషణ చేయబడిన Z RPR అని పిలువబడే RPR నుండి మాత్రమే ఉద్భవించిన RNA వేరియంట్ల ప్రారంభ పూల్‌లో, రెండు క్రమాలు విడివిడిగా ఉద్భవించాయి మరియు ఒకదానిపై ఒకటి పరస్పర ఆధారితంగా పరిణామం చెందాయి. టైప్ 1 RNA ఉత్ప్రేరకపరచడంలో నిష్క్రియంగా పరిణామం చెందింది, కానీ టైప్ 5 RNAతో కాంప్లెక్స్ ఏర్పడటం దాని పాలిమరైజేషన్ సామర్థ్యాన్ని పెంచింది మరియు RNA టెంప్లేట్ సబ్‌స్ట్రేట్‌తో అంతర్-అణు పరస్పర చర్యలను ప్రారంభించింది, ఇది మునుపటి అధ్యయనాల పరిమితి అయిన RPR యొక్క RNA క్రమానికి టెంప్లేట్‌ను నేరుగా కట్టాల్సిన అవసరాన్ని తొలగించింది. t5(+1)కి టెంప్లేట్‌కు కట్టాల్సిన అవసరం ఉండటమే కాకుండా, ప్రైమర్ కూడా అవసరం లేదు, ఎందుకంటే t5(+1) 3' → 5' మరియు 5' → 3' దిశలలో టెంప్లేట్‌ను పాలిమరైజ్ చేసే సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంది.[36]

అత్యంత పరిణామం చెందిన RNA పాలిమరేజ్ రైబోజైమ్ రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్గా పనిచేయగలదు, అంటే, ఇది RNA టెంప్లేట్‌ను ఉపయోగించి DNA కాపీని సంశ్లేషణ చేయగలదు.[37] అటువంటి చర్య భూమిపై జీవ చరిత్ర ప్రారంభంలో RNA నుండి DNA జన్యువులకు మారడానికి కీలకమని పరిగణించబడుతుంది. రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ సామర్థ్యం ప్రారంభ RNA-ఆధారిత RNA పాలిమరేజ్ రైబోజైమ్ యొక్క ద్వితీయ విధిగా ఉద్భవించి ఉండవచ్చు.

రైబోజైమ్‌గా మడతపడే ఒక RNA క్రమం డ్యూప్లెక్స్డ్ RNAను ఆక్రమించగలదు, ఓపెన్ హోలోపాలిమరేజ్ కాంప్లెక్స్‌గా పునర్వ్యవస్థీకరించగలదు, ఆపై నిర్దిష్ట RNA ప్రమోటర్ క్రమం కోసం వెతకగలదు, మరియు గుర్తింపు పొందిన తర్వాత ప్రక్రియను కొనసాగించే రూపంలోకి మళ్ళీ పునర్వ్యవస్థీకరించగలదు, ఇది క్రమం యొక్క కాంప్లిమెంటరీ స్ట్రాండ్‌ను పాలిమరైజ్ చేస్తుంది. ఈ రైబోజైమ్ డ్యూప్లెక్స్డ్ RNAను 107 న్యూక్లియోటైడ్ల వరకు పొడిగించగలదు, మరియు పాలిమరైజ్ చేయబడుతున్న క్రమాన్ని కట్టాల్సిన అవసరం లేకుండానే అలా చేస్తుంది.[38]

రెండు 10-న్యూక్లియోటైడ్ oligomers (ఒలిగోమర్‌ల) టెంప్లేట్-ఆధారిత లైగేషన్ ద్వారా స్వీయ-పునరుత్పత్తి చెందే ఒక చిన్న 20-nucleotide (న్యూక్లియోటైడ్) RNA వేరియంట్ రైబోజైమ్ గుర్తించబడింది.[39] ఈ కనిష్ట రకపు RNA స్వీయ-పునరుత్పత్తి ఒలిగోమర్‌ల యాదృచ్ఛిక సమూహంలో కనుగొనబడింది, మరియు ఇది ప్రాథమిక భాగాల నుండి RNA ఆధారిత జన్యు వ్యవస్థ ఆవిర్భావంలో ఒక ప్రారంభ దశను సూచించవచ్చు.[39]

లైంగిక పునరుత్పత్తి ఆధారిత రైబోజైమ్

DNA సెల్యులార్ జీవ రూపాలకు ముందున్న RNA world (RNA ప్రపంచం)లో లైంగిక పునరుత్పత్తి ఉండి ఉండవచ్చు.[40] ముఖ్యమైన RNA రైబోజైమ్ అణువుల ఒకే కాపీలను కలిగి ఉన్న ప్రారంభ సెల్యులార్ జీవ రూపాలు, రైబోజైమ్ ప్రతిరూపణను నిరోధించి కణ మరణానికి కారణమయ్యే పర్యావరణ హానికర పరిస్థితులకు గురయ్యే అవకాశం ఉంది. అటువంటి దెబ్బతిన్న రెండు ప్రారంభ కణాల విలీనం (లైంగిక పరస్పర చర్య) దెబ్బతినని RNA విభాగాల కలయికకు అనుమతిస్తుంది, తద్వారా క్రియాత్మక జన్యువు ఏర్పడటానికి మరియు కణం మనుగడ సాగించడానికి మరియు పునరుత్పత్తి సామర్థ్యాన్ని పొందడానికి వీలు కల్పిస్తుంది.

కృత్రిమ రైబోజైమ్‌లు

జీవులలో ఉండే రైబోజైమ్‌ల ఆవిష్కరణ తర్వాత, ప్రయోగశాలలో తయారు చేయబడిన కొత్త సింథటిక్ రైబోజైమ్‌ల అధ్యయనంపై ఆసక్తి పెరిగింది. ఉదాహరణకు, మంచి ఎంజైమ్ చర్య కలిగిన కృత్రిమంగా ఉత్పత్తి చేయబడిన స్వీయ-క్లీవింగ్ (స్వీయ-విచ్ఛేదన) RNAలు ఉత్పత్తి చేయబడ్డాయి. టాంగ్ మరియు బ్రేకర్[41] యాదృచ్ఛిక-క్రమ RNAల నుండి ఉద్భవించిన RNAల in vitro ఎంపిక ద్వారా స్వీయ-క్లీవింగ్ RNAలను వేరు చేశారు. ఉత్పత్తి చేయబడిన కొన్ని సింథటిక్ రైబోజైమ్‌లు నవల నిర్మాణాలను కలిగి ఉన్నాయి, మరికొన్ని సహజంగా సంభవించే హ్యామర్‌హెడ్ రైబోజైమ్‌ను పోలి ఉన్నాయి.

2015లో, Northwestern University (నార్త్‌వెస్టర్న్ యూనివర్శిటీ) మరియు University of Illinois Chicago (యూనివర్శిటీ ఆఫ్ ఇల్లినాయిస్ చికాగో) పరిశోధకులు కణంలోని అన్ని ప్రోటీన్లు మరియు ఎంజైమ్‌లను ఉత్పత్తి చేసే ప్రామాణిక సెల్యులార్ భాగం వలె పనిచేసే ఒక టెథర్డ్ రైబోజోమ్‌ను రూపొందించారు. Ribosome-T లేదా Ribo-T అని పిలువబడే ఈ కృత్రిమ రైబోజోమ్‌ను మైఖేల్ జ్యూయెట్ మరియు అలెగ్జాండర్ మాంకిన్ సృష్టించారు.[42] కృత్రిమ రైబోజైమ్‌లను సృష్టించడానికి ఉపయోగించే పద్ధతులలో డైరెక్టెడ్ ఎవల్యూషన్ (నిర్దేశిత పరిణామం) ఉంటుంది. ఈ విధానం RNA యొక్క ఉత్ప్రేరక మరియు సమాచార పాలిమర్ అనే ద్వంద్వ స్వభావాన్ని ఉపయోగించుకుంటుంది, దీనివల్ల పరిశోధకుడు polymerase (పాలిమరేస్) ఎంజైమ్‌లను ఉపయోగించి భారీ సంఖ్యలో RNA ఉత్ప్రేరకాలను ఉత్పత్తి చేయడం సులభం అవుతుంది. రైబోజైమ్‌లు reverse transcriptase (రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్)తో వివిధ cDNAలుగా రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ చేయబడటం ద్వారా మరియు error-prone PCRతో విస్తరించడం ద్వారా ఉత్పరివర్తనం చెందుతాయి. ఈ ప్రయోగాలలో ఎంపిక పారామితులు తరచుగా మారుతుంటాయి. ligase ribozyme (లైగేస్ రైబోజైమ్)ను ఎంచుకోవడానికి ఒక విధానం biotin (బయోటిన్) ట్యాగ్‌లను ఉపయోగించడం, ఇవి సబ్‌స్ట్రేట్‌కు covalently (సహసంబంధంగా) అనుసంధానించబడి ఉంటాయి. ఒక అణువు కావలసిన ligase (లైగేస్) చర్యను కలిగి ఉంటే, క్రియాశీల అణువులను తిరిగి పొందడానికి streptavidin (స్ట్రెప్టావిడిన్) మాతృకను ఉపయోగించవచ్చు.

లింకన్ మరియు జాయిస్ సుమారు ఒక గంటలో స్వీయ-ప్రతిరూపణ చేయగల రైబోజైమ్ లైగేస్‌లను అభివృద్ధి చేయడానికి in vitro పరిణామాన్ని ఉపయోగించారు, ఇది ముందుగా సంశ్లేషణ చేయబడిన అత్యంత పరిపూరకరమైన ఒలిగోన్యూక్లియోటైడ్‌ల కలయిక ద్వారా జరుగుతుంది.[43]

నిజమైన ఉత్ప్రేరకాలు కాకపోయినప్పటికీ, అప్టాజైమ్స్ అని పిలువబడే కృత్రిమ స్వీయ-క్లీవింగ్ riboswitches (రైబోస్విచ్‌ల) సృష్టి కూడా ఒక క్రియాశీల పరిశోధనా రంగంగా ఉంది. రైబోస్విచ్‌లు అనేవి అనువాదాన్ని నియంత్రించడానికి చిన్న అణువు లిగాండ్‌కు ప్రతిస్పందనగా తమ నిర్మాణాన్ని మార్చుకునే నియంత్రణ RNA మూలాంశాలు. అనేక జీవక్రియలు మరియు ఇతర చిన్న సేంద్రీయ అణువులను బంధించే అనేక సహజ రైబోస్విచ్‌లు తెలిసినప్పటికీ, రైబోస్విచ్ ఆధారిత ఒకే ఒక రైబోజైమ్ వివరించబడింది: glmS.[44] స్వీయ-క్లీవింగ్ రైబోస్విచ్‌లను వర్గీకరించడంలో ప్రారంభ పని లిగాండ్‌గా theophylline (థియోఫిలిన్)ను ఉపయోగించడంపై దృష్టి పెట్టింది. ఈ అధ్యయనాలలో, ఒక RNA హెయిర్‌పిన్ ఏర్పడుతుంది, ఇది ribosome binding site (రైబోజోమ్ బైండింగ్ సైట్)ను నిరోధిస్తుంది, తద్వారా అనువాదాన్ని నిరోధిస్తుంది. ligand (లిగాండ్) సమక్షంలో, ఈ సందర్భాలలో థియోఫిలిన్, నియంత్రణ RNA ప్రాంతం విచ్ఛిన్నం చేయబడుతుంది, ఇది రైబోజోమ్ లక్ష్య జన్యువును బంధించడానికి మరియు అనువదించడానికి అనుమతిస్తుంది. ఈ RNA ఇంజనీరింగ్ పనిలో ఎక్కువ భాగం పైన పేర్కొన్న ఉదాహరణల వలె డైరెక్టెడ్ ఎవల్యూషన్ కాకుండా, హేతుబద్ధమైన రూపకల్పన మరియు గతంలో నిర్ణయించిన RNA నిర్మాణాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఇటీవలి పని రైబోజైమ్ రైబోస్విచ్‌లలో ఉపయోగించే లిగాండ్‌లను థైమిన్ పైరోఫాస్ఫేట్‌ను చేర్చడానికి విస్తరించింది. Fluorescence-activated cell sorting (ఫ్లోరోసెన్స్-యాక్టివేటెడ్ సెల్ సార్టింగ్) కూడా అప్టాజైమ్‌లను ఇంజనీరింగ్ చేయడానికి ఉపయోగించబడింది.[45]

అప్లికేషన్లు

gene therapy (జన్యు చికిత్స) ద్వారా వ్యాధి చికిత్స కోసం రైబోజైమ్‌లు ప్రతిపాదించబడ్డాయి మరియు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి. RNA-ఆధారిత ఎంజైమ్‌లను చికిత్సగా ఉపయోగించడంలో ఒక ప్రధాన సవాలు ఏమిటంటే, శరీరంలో ఉత్ప్రేరక RNA అణువుల స్వల్ప అర్ధ-జీవిత కాలం. దీనిని ఎదుర్కోవడానికి, RNA స్థిరత్వాన్ని మెరుగుపరచడానికి రైబోస్‌పై 2' స్థానం మార్చబడుతుంది. రైబోజైమ్ జన్యు చికిత్స యొక్క ఒక రంగం RNA-ఆధారిత వైరస్‌ల నిరోధం.

HIV RNAకు వ్యతిరేకంగా పనిచేసే జీన్ షియర్స్ అని పిలువబడే ఒక రకమైన సింథటిక్ రైబోజైమ్ అభివృద్ధి చేయబడింది మరియు HIV ఇన్ఫెక్షన్ కోసం క్లినికల్ పరీక్షలోకి ప్రవేశించింది.[46][47]

అదేవిధంగా, hepatitis C virus (హెపటైటిస్ సి వైరస్) RNA, SARS coronavirus (SARS-CoV),[48] Adenovirus (అడెనోవైరస్)[48] మరియు influenza A (ఇన్ఫ్లుఎంజా ఎ) మరియు B (బి) వైరస్ RNAలను లక్ష్యంగా చేసుకోవడానికి రైబోజైమ్‌లు రూపొందించబడ్డాయి.[49][50][51][48] రైబోజైమ్ వైరస్ యొక్క జన్యువులోని సంరక్షించబడిన ప్రాంతాలను విచ్ఛిన్నం చేయగలదు, ఇది క్షీరద కణ సంస్కృతిలో వైరస్‌ను తగ్గిస్తుందని చూపబడింది.[52] పరిశోధకుల ఈ ప్రయత్నాలు ఉన్నప్పటికీ, ఈ ప్రాజెక్టులు ప్రీక్లినికల్ దశలోనే ఉన్నాయి.

తెలిసిన రైబోజైమ్‌లు

బాగా ధృవీకరించబడిన సహజంగా సంభవించే రైబోజైమ్ తరగతులు:

  • rRNA – అన్ని జీవ కణాలలో కనిపిస్తుంది మరియు protein (ప్రోటీన్)లను ఏర్పరచడానికి amino acids (అమినో ఆమ్లాలను) కలుపుతుంది.
  • GIR1 branching ribozyme[53] – లారియాట్ క్యాపింగ్ రైబోజైమ్
  • RNase P – tRNA అణువులపై RNA యొక్క పూర్వగామి క్రమాన్ని విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది
  • VS ribozyme – ఫాస్ఫోడైస్టర్ బంధం (చక్కెర మరియు ఫాస్ఫేట్) విచ్ఛేదనం
  • Group I స్వీయ-స్ప్లైసింగ్ ఇంట్రాన్
  • Group II స్వీయ-స్ప్లైసింగ్ ఇంట్రాన్ – Spliceosome (స్ప్లైసోసోమ్) బహుశా గ్రూప్ II స్వీయ-స్ప్లైసింగ్ రైబోజైమ్‌ల నుండి ఉద్భవించి ఉండవచ్చు.[54][55]
  • Hairpin ribozyme – స్వీయ-విచ్ఛేదనం మరియు కలయిక (లైగేషన్) చర్యలను ఉత్ప్రేరకపరుస్తుంది
  • Hammerhead ribozyme – రివర్సిబుల్ క్లీవేజ్ మరియు లైగేషన్ చర్యలను ఉత్ప్రేరకపరుస్తుంది
  • HDV ribozyme – స్వీయ-విచ్ఛేదన చర్యలో RNA ట్రాన్స్‌క్రిప్ట్‌లను యూనిట్ పొడవులకు ప్రాసెస్ చేయడానికి పనిచేస్తుంది
  • glmS ribozyme – GlcN6P ద్వారా ఉత్తేజితమైనప్పుడు స్వీయ-విచ్ఛేదనం ద్వారా glmS జన్యువును నియంత్రిస్తుంది
  • Twister ribozyme – స్వీయ-విచ్ఛేదనం
  • Twister sister ribozyme – స్వీయ-విచ్ఛేదనం
  • Pistol ribozyme – స్వీయ-విచ్ఛేదనం
  • Hatchet ribozyme – స్వీయ-విచ్ఛేదనం
  • Viroids (వైరాయిడ్లు) ప్రోటీన్ పూత లేని అంటువ్యాధి వృత్తాకార RNAలు.

ఇవి కూడా చూడండి

గమనికలు మరియు సూచనలు

  1. ↑ 1.0 1.1 Kruger K, Grabowski PJ, Zaug AJ, Sands J, Gottschling DE, Cech TR (November 1982). “Self-splicing RNA: autoexcision and autocyclization of the ribosomal RNA intervening sequence of Tetrahymena”. Cell. 31 (1): 147–157. doi:10.1016/0092-8674(82)90414-7. PMID 6297745. S2CID 14787080.
  2. ↑ 2.0 2.1 Fedor MJ, Williamson JR (May 2005). “The catalytic diversity of RNAs”. Nature Reviews. Molecular Cell Biology. 6 (5): 399–412. doi:10.1038/nrm1647. PMID 15956979. S2CID 33304782.
  3. ↑ Yarus M (October 2011). “The meaning of a minuscule ribozyme”. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. 366 (1580): 2902–2909. doi:10.1098/rstb.2011.0139. PMC PMC3158920. PMID 21930581.
  4. ↑ Martin LL, Unrau PJ, Müller UF (January 2015). “RNA synthesis by in vitro selected ribozymes for recreating an RNA world”. Life. Basel, Switzerland. 5 (1): 247–68. Bibcode 2015Life....5..247M. doi:10.3390/life5010247. PMC PMC4390851. PMID 25610978.
  5. ↑ Hean J, Weinberg MS (2008). “The Hammerhead Ribozyme Revisited: New Biological Insights for the Development of Therapeutic Agents and for Reverse Genomics Applications”. In Morris KL (ed.). RNA and the Regulation of Gene Expression: A Hidden Layer of Complexity. Norfolk, England: Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-25-7. Archived from the original on 2012-01-02. Retrieved 2008-02-25.
  6. ↑ Woese C (1967). The Genetic Code. New York: Harper and Row.
  7. ↑ The Nobel Prize in Chemistry 1989 ఆర్కైవ్ చేసిన కాపీ was awarded to Thomas R. Cech and Sidney Altman "for their discovery of catalytic properties of RNA".
  8. ↑ Visser CM (1984). “Evolution of biocatalysis 1. Possible pre-genetic-code RNA catalysts which are their own replicase”. Origins of Life. 14 (1–4): 291–300. Bibcode 1984OrLi...14..291V. doi:10.1007/BF00933670. PMID 6205343. S2CID 31409366.
  9. ↑ Pyle AM (August 1993). “Ribozymes: a distinct class of metalloenzymes”. Science. 261 (5122): 709–714. Bibcode 1993Sci...261..709P. doi:10.1126/science.7688142. PMID 7688142.
  10. ↑ Freisinger E, Sigel RK (2007). “From nucleotides to ribozymes—A comparison of their metal ion binding properties”. Coord. Chem. Rev.. 251 (13–14): 1834–1851. doi:10.1016/j.ccr.2007.03.008.
  11. ↑ Pyle AM (August 1993). “Ribozymes: a distinct class of metalloenzymes”. Science. 261 (5122): 709–714. Bibcode 1993Sci...261..709P. doi:10.1126/science.7688142. JSTOR 2882234. PMID 7688142.
  12. ↑ 12.0 12.1 Lilley DM (October 2011). “Mechanisms of RNA catalysis”. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. 366 (1580): 2910–2917. doi:10.1098/rstb.2011.0132. JSTOR 23035661. PMC PMC3158914. PMID 21930582.
  13. ↑ 13.0 13.1 Doudna JA, Cech TR (July 2002). “The chemical repertoire of natural ribozymes”. Nature. 418 (6894): 222–228. Bibcode 2002Natur.418..222D. doi:10.1038/418222a. PMID 12110898. S2CID 4417095.
  14. ↑ Ban N, Nissen P, Hansen J, Moore PB, Steitz TA (August 2000). “The complete atomic structure of the large ribosomal subunit at 2.4 A resolution”. Science. 289 (5481): 905–920. Bibcode 2000Sci...289..905B. doi:10.1126/science.289.5481.905. PMID 10937989. CiteSeerX 10.1.1.58.2271.
  15. ↑ Turk RM, Chumachenko NV, Yarus M (March 2010). “Multiple translational products from a five-nucleotide ribozyme”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107 (10): 4585–4589. Bibcode 2010PNAS..107.4585T. doi:10.1073/pnas.0912895107. PMC PMC2826339. PMID 20176971.
  16. ↑ Cech TR (August 2000). “Structural biology. The ribosome is a ribozyme”. Science. 289 (5481): 878–879. doi:10.1126/science.289.5481.878. PMID 10960319. S2CID 24172338.
  17. ↑ Altman S (August 1990). “Nobel lecture. Enzymatic cleavage of RNA by RNA”. Bioscience Reports. 10 (4): 317–337. doi:10.1007/BF01117232. PMID 1701103. S2CID 12733970.
  18. ↑ Walter NG, Engelke DR (October 2002). “Ribozymes: catalytic RNAs that cut things, make things, and do odd and useful jobs”. Biologist. 49 (5): 199–203. PMC PMC3770912. PMID 12391409.
  19. ↑ Lamond, A. I. (June 1989). “Tetrahymena telomerase contains an internal RNA template”. Trends in Biochemical Sciences. 14 (6): 202–204. doi:10.1016/0968-0004(89)90022-4. PMID 2474873. ISSN 0968-0004.
  20. ↑ Supattapone S (June 2004). “Prion protein conversion in vitro”. Journal of Molecular Medicine. 82 (6): 348–356. doi:10.1007/s00109-004-0534-3. PMID 15014886. S2CID 24908667.
  21. ↑ Gilbert W (1986). “Origin of life: The RNA world”. Nature. 319 (6055): 618. Bibcode 1986Natur.319..618G. doi:10.1038/319618a0. S2CID 8026658.
  22. ↑ Paul N, Joyce GF (October 2002). “A self-replicating ligase ribozyme”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 99 (20): 12733–12740. Bibcode 2002PNAS...9912733P. doi:10.1073/pnas.202471099. PMC PMC130529. PMID 12239349.
  23. ↑ Johnston WK, Unrau PJ, Lawrence MS, Glasner ME, Bartel DP (May 2001). “RNA-catalyzed RNA polymerization: accurate and general RNA-templated primer extension”. Science. 292 (5520): 1319–1325. Bibcode 2001Sci...292.1319J. doi:10.1126/science.1060786. PMID 11358999. S2CID 14174984. CiteSeerX 10.1.1.70.5439.
  24. ↑ Ekland EH, Bartel DP (July 1996). “RNA-catalysed RNA polymerization using nucleoside triphosphates”. Nature. 382 (6589): 373–6. Bibcode 1996Natur.382..373E. doi:10.1038/382373a0. PMID 8684470. S2CID 4367137.
  25. ↑ Bartel DP, Szostak JW (September 1993). “Isolation of new ribozymes from a large pool of random sequences [see comment]”. Science. New York, N.Y.. 261 (5127): 1411–8. doi:10.1126/science.7690155. PMID 7690155.
  26. ↑ Johnston WK, Unrau PJ, Lawrence MS, Glasner ME, Bartel DP (May 2001). “RNA-catalyzed RNA polymerization: accurate and general RNA-templated primer extension”. Science. New York, N.Y.. 292 (5520): 1319–25. Bibcode 2001Sci...292.1319J. doi:10.1126/science.1060786. PMID 11358999. S2CID 14174984.
  27. ↑ Zaher HS, Unrau PJ (July 2007). “Selection of an improved RNA polymerase ribozyme with superior extension and fidelity”. RNA. 13 (7): 1017–1026. doi:10.1261/rna.548807. PMC PMC1894930. PMID 17586759.
  28. ↑ Müller UF, Bartel DP (March 2008). “Improved polymerase ribozyme efficiency on hydrophobic assemblies”. RNA. New York, N.Y.. 14 (3): 552–62. doi:10.1261/rna.494508. PMC PMC2248263. PMID 18230767.
  29. ↑ Wochner A, Attwater J, Coulson A, Holliger P (April 2011). “Ribozyme-catalyzed transcription of an active ribozyme”. Science. 332 (6026): 209–212. Bibcode 2011Sci...332..209W. doi:10.1126/science.1200752. PMID 21474753. S2CID 39990861.
  30. ↑ Attwater J, Wochner A, Holliger P (December 2013). “In-ice evolution of RNA polymerase ribozyme activity”. Nature Chemistry. 5 (12): 1011–8. Bibcode 2013NatCh...5.1011A. doi:10.1038/nchem.1781. PMC PMC3920166. PMID 24256864.
  31. ↑ Attwater J, Wochner A, Pinheiro VB, Coulson A, Holliger P (September 2010). “Ice as a protocellular medium for RNA replication”. Nature Communications. 1 (6). Bibcode 2010NatCo...1...76A. doi:10.1038/ncomms1076. PMID 20865803. article-number: 76.
  32. ↑ Tagami S, Attwater J, Holliger P (April 2017). “Simple peptides derived from the ribosomal core potentiate RNA polymerase ribozyme function”. Nature Chemistry. 9 (4): 325–332. Bibcode 2017NatCh...9..325T. doi:10.1038/nchem.2739. PMC PMC5458135. PMID 28338682.
  33. ↑ Horning DP, Joyce GF (August 2016). “Amplification of RNA by an RNA polymerase ribozyme”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 113 (35): 9786–91. Bibcode 2016PNAS..113.9786H. doi:10.1073/pnas.1610103113. PMC PMC5024611. PMID 27528667.
  34. ↑ Tjhung KF, Shokhirev MN, Horning DP, Joyce GF (February 2020). “An RNA polymerase ribozyme that synthesizes its own ancestor”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 117 (6): 2906–2913. Bibcode 2020PNAS..117.2906T. doi:10.1073/pnas.1914282117. PMC PMC7022166. PMID 31988127.
  35. ↑ Portillo X, Huang YT, Breaker RR, Horning DP, Joyce GF (2021). “Witnessing the structural evolution of an RNA enzyme.”. eLife. 10. doi:10.7554/eLife.71557. PMC PMC8460264. PMID 34498588. article-number: e71557.
  36. ↑ Attwater J, Raguram A, Morgunov AS, Gianni E, Holliger P (May 2018). “Ribozyme-catalysed RNA synthesis using triplet building blocks”. eLife. 7. doi:10.7554/eLife.35255. PMC PMC6003772. PMID 29759114. article-number: e35255.
  37. ↑ Samanta B, Joyce GF (September 2017). “A reverse transcriptase ribozyme”. eLife. 6. doi:10.7554/eLife.31153. PMC PMC5665644. PMID 28949294. article-number: e31153.
  38. ↑ Cojocaru R, Unrau PJ (March 2021). “Processive RNA polymerization and promoter recognition in an RNA World”. Science. 371 (6535): 1225–1232. Bibcode 2021Sci...371.1225C. doi:10.1126/science.abd9191. PMID 33737482. S2CID 232271298.
  39. ↑ 39.0 39.1 Mizuuchi R, Ichihashi N (July 2023). “Minimal RNA self-reproduction discovered from a random pool of oligomers”. Chem Sci. 14 (28): 7656–7664. doi:10.1039/d3sc01940c. PMC PMC10355099. PMID 37476714.
  40. ↑ Eigen M, Gardiner W, Schuster P, Winkler-Oswatitsch R (April 1981). “The origin of genetic information”. Scientific American. 244 (4): 88–92, 96, et passim. Bibcode 1981SciAm.244d..88E. doi:10.1038/scientificamerican0481-88. PMID 6164094.
  41. ↑ Tang J, Breaker RR (May 2000). “Structural diversity of self-cleaving ribozymes”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 97 (11): 5784–5789. Bibcode 2000PNAS...97.5784T. doi:10.1073/pnas.97.11.5784. PMC PMC18511. PMID 10823936.
  42. ↑ Engineer and Biologist Design First Artificial Ribosome - Designer ribosome could lead to new drugs and next-generation biomaterials published on July 31, 2015 by Northwestern University
  43. ↑ Lincoln TA, Joyce GF (February 2009). “Self-sustained replication of an RNA enzyme”. Science. 323 (5918): 1229–1232. Bibcode 2009Sci...323.1229L. doi:10.1126/science.1167856. PMC PMC2652413. PMID 19131595.
  44. ↑ Winkler WC, Nahvi A, Roth A, Collins JA, Breaker RR (March 2004). “Control of gene expression by a natural metabolite-responsive ribozyme”. Nature. 428 (6980): 281–286. Bibcode 2004Natur.428..281W. doi:10.1038/nature02362. PMID 15029187. S2CID 4301164.
  45. ↑ Lynch SA, Gallivan JP (January 2009). “A flow cytometry-based screen for synthetic riboswitches”. Nucleic Acids Research. 37 (1): 184–192. doi:10.1093/nar/gkn924. PMC PMC2615613. PMID 19033367.
  46. ↑ de Feyter R, Li P (June 2000). “Technology evaluation: HIV ribozyme gene therapy, Gene Shears Pty Ltd”. Current Opinion in Molecular Therapeutics. 2 (3): 332–335. PMID 11249628.
  47. ↑ Khan AU (May 2006). “Ribozyme: a clinical tool”. Clinica Chimica Acta; International Journal of Clinical Chemistry. 367 (1–2): 20–27. doi:10.1016/j.cca.2005.11.023. PMID 16426595.
  48. ↑ 48.0 48.1 48.2 Asha K, Kumar P, Sanicas M, Meseko CA, Khanna M, Kumar B (December 2018). “Advancements in Nucleic Acid Based Therapeutics against Respiratory Viral Infections”. Journal of Clinical Medicine. 8 (1): 6. doi:10.3390/jcm8010006. PMC PMC6351902. PMID 30577479.
  49. ↑ Khanna M, Saxena L, Rajput R, Kumar B, Prasad R (2015). “Gene silencing: a therapeutic approach to combat influenza virus infections”. Future Microbiology. 10 (1): 131–140. doi:10.2217/fmb.14.94. PMID 25598342.
  50. ↑ Kumar B, Khanna M, Kumar P, Sood V, Vyas R, Banerjea AC (May 2012). “Nucleic acid-mediated cleavage of M1 gene of influenza A virus is significantly augmented by antisense molecules targeted to hybridize close to the cleavage site”. Molecular Biotechnology. 51 (1): 27–36. doi:10.1007/s12033-011-9437-z. PMID 21744034. S2CID 45686564.
  51. ↑ Kumar B, Asha K, Khanna M, Ronsard L, Meseko CA, Sanicas M (April 2018). “The emerging influenza virus threat: status and new prospects for its therapy and control”. Archives of Virology. 163 (4): 831–844. doi:10.1007/s00705-018-3708-y. PMC PMC7087104. PMID 29322273.
  52. ↑ Lieber A, He CY, Polyak SJ, Gretch DR, Barr D, Kay MA (December 1996). “Elimination of hepatitis C virus RNA in infected human hepatocytes by adenovirus-mediated expression of ribozymes”. Journal of Virology. 70 (12): 8782–8791. doi:10.1128/JVI.70.12.8782-8791.1996. PMC PMC190975. PMID 8971007.
  53. ↑ Nielsen H, Westhof E, Johansen S (September 2005). “An mRNA is capped by a 2', 5' lariat catalyzed by a group I-like ribozyme”. Science. 309 (5740): 1584–1587. Bibcode 2005Sci...309.1584N. doi:10.1126/science.1113645. PMID 16141078. S2CID 37002071.
  54. ↑ Fica SM, Tuttle N, Novak T, Li NS, Lu J, Koodathingal P, Dai Q, Staley JP, Piccirilli JA (November 2013). “RNA catalyses nuclear pre-mRNA splicing”. Nature. 503 (7475): 229–234. Bibcode 2013Natur.503..229F. doi:10.1038/nature12734. PMC PMC4666680. PMID 24196718.
  55. ↑ Xu, Ling; Liu, Tianshuo; Chung, Kevin; Pyle, Anna Marie (2023-12-21). “Structural insights into intron catalysis and dynamics during splicing”. Nature. 624 (7992): 682–688. Bibcode 2023Natur.624..682X. doi:10.1038/s41586-023-06746-6. PMC PMC10733145. PMID 37993708. ISSN 0028-0836.

మరింత సమాచారం

  • Sigel A, Sigel H, Sigel RK (2011). “Structural and catalytic roles of metal ions in RNA”. Sigel, Astrid; Sigel, Helmut; Sigel, Roland K O; Sigel, Astrid; Sigel, Helmut; Sigel, Roland K O; Sigel, Astrid; Sigel, Helmut; Sigel, Roland K O; Sigel, Astrid; Sigel, Helmut; Sigel, Roland K O (eds.). Metal Ions in Life Sciences. RSC Publishing. 9: vii–ix. ISBN 978-1-84973-251-2. doi:10.1039/9781849732512. PMID 22010266.
  • Johnson-Buck AE, McDowell SE, Walter NG (2011). “Metal ions: supporting actors in the playbook of small ribozymes”. Structural and Catalytic Roles of Metal Ions in RNA. Metal Ions in Life Sciences. 9: 175–96. ISBN 978-1-84973-094-5. doi:10.1039/9781849732512-00175. PMC PMC3365584. PMID 22010272.
  • Donghi D, Schnabl J (2011). “Multiple roles of metal ions in large ribozymes”. Structural and Catalytic Roles of Metal Ions in RNA. Metal Ions in Life Sciences. 9: 197–234. ISBN 978-1-84973-094-5. doi:10.1039/9781849732512-00197. PMID 22010273.
  • Trappl K, Polacek N (2011). “The ribosome: a molecular machine powered by RNA”. Structural and Catalytic Roles of Metal Ions in RNA. Metal Ions in Life Sciences. 9: 253–75. ISBN 978-1-84973-094-5. doi:10.1039/9781849732512-00253. PMID 22010275.
  • Suga H, Futai K, Jin K (2011). “Metal ion requirements in artificial ribozymes that catalyze aminoacylation and redox reactions”. Structural and Catalytic Roles of Metal Ions in RNA. Metal Ions in Life Sciences. 9: 277–97. ISBN 978-1-84973-094-5. doi:10.1039/9781849732512-00277. PMID 22010276.
  • Wedekind JE (2011). “Metal ion binding and function in natural and artificial small RNA enzymes from a structural perspective”. Structural and Catalytic Roles of Metal Ions in RNA. Metal Ions in Life Sciences. 9: 299–345. ISBN 978-1-84973-094-5. doi:10.1039/9781849732512-00299. PMID 22010277.
  • Doherty EA, Doudna JA (2001). “Ribozyme structures and mechanisms”. Annual Review of Biophysics and Biomolecular Structure. 30: 457–475. doi:10.1146/annurev.biophys.30.1.457. PMID 11441810.
  • Joyce GF (2004). “Directed evolution of nucleic acid enzymes”. Annual Review of Biochemistry. 73: 791–836. doi:10.1146/annurev.biochem.73.011303.073717. PMID 15189159.
  • Ikawa Y, Tsuda K, Matsumura S, Inoue T (September 2004). “De novo synthesis and development of an RNA enzyme”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 101 (38): 13750–13755. Bibcode 2004PNAS..10113750I. doi:10.1073/pnas.0405886101. PMC PMC518828. PMID 15365187.

బాహ్య లింకులు

మూలం: ఇంగ్లీష్ వికీపీడియాలోని “Ribozyme” వ్యాసానికి అనువాదం. మూల వ్యాసం: https://en.wikipedia.org/wiki/Ribozyme ఈ అనువాదం స్వయంచాలకంగా రూపొందించబడింది.

Retrieved from "https://ltrc.sciwiki.in/index.php?title=రైబోజైమ్&oldid=6251"