GermanWikipedia - /page/entry.mu

Micron Document

<!DOCTYPE html>

<title>Ribozym</title>

</head>

<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Ribozym</span></h1>

</header>

</div>

<p><b>Ribozyme</b> (von <b>Ribo</b>nukleinsäure (<a href="RNA" class="mw-redirect" title="RNA">RNA</a>) und <a href="Enzym" title="Enzym">En<b>zym</b></a>) sind <a href="Katalysator" title="Katalysator">katalytisch</a> aktive RNA-Moleküle, die wie <a href="Enzyme" class="mw-redirect" title="Enzyme">Enzyme</a> chemische Reaktionen katalysieren.

</p><p>Für diese Entdeckung wurden <a href="Sidney_Altman" title="Sidney Altman">Sidney Altman</a> und <a href="Thomas_R._Cech" title="Thomas R. Cech">Thomas R. Cech</a> 1989 mit dem <a href="Nobelpreis_f%C3%BCr_Chemie" title="Nobelpreis für Chemie">Nobelpreis für Chemie</a> ausgezeichnet, da man bis zu diesem Zeitpunkt angenommen hatte, dass in der Zelle ausschließlich <a href="Protein" title="Protein">Proteine</a> katalytische Aktivität besitzen. Weitreichende Auswirkungen hat die Entdeckung der Ribozyme vor allem im Bereich der <a href="Chemische_Evolution" title="Chemische Evolution">chemischen Evolution</a>, da sie die Hypothese der <a href="RNA-Welt" class="mw-redirect" title="RNA-Welt">RNA-Welt</a> stützt.

</p><p>Jede <a href="Zelle_(Biologie)" title="Zelle (Biologie)">Zelle</a> enthält etliche tausend Ribozyme, die sich strukturell unterscheiden und in etwa ein Dutzend Klassen aufgeteilt werden können. So katalysiert z. B. bei <a href="Prokaryoten" title="Prokaryoten">Prokaryoten</a> die 23S-rRNA bzw. bei <a href="Eukaryoten" title="Eukaryoten">Eukaryoten</a> die 28S-rRNA der <a href="Ribosom" title="Ribosom">Ribosomen</a> die Knüpfung der <a href="Peptidbindung" title="Peptidbindung">Peptidbindung</a> bei der <a href="Translation_(Biologie)" title="Translation (Biologie)">Translation</a> (<a href="Peptidyltransferase" title="Peptidyltransferase">Peptidyltransferase</a>). Auch die <a href="Spliceosom" title="Spliceosom">Spliceosomen</a> sind Ribozyme, hier katalysiert das enge Netzwerk der <a href="SnRNA" title="SnRNA">snRNAs</a> das <a href="Splei%C3%9Fen_(Biologie)" title="Spleißen (Biologie)">Spleißen</a>. Sowohl im Ribosom als auch im Spliceosom gibt es auch Proteine; diese nehmen aber an der eigentlichen Reaktion nicht teil, sondern sorgen lediglich dafür, dass die RNA die richtige Struktur für die Katalyse einnimmt. Daneben gibt es auch Ribozyme, die völlig ohne Proteine auskommen, etwa das Hammerhead-Ribozym, das einige <a href="Viren" title="Viren">Viren</a> nutzen, um – anschaulich formuliert – ihre RNA auf die richtige Länge zu schneiden, oder das selbstspleißende <a href="Intron" title="Intron">Intron</a> aus <i><a href="Tetrahymena" title="Tetrahymena">Tetrahymena thermophila</a></i>, für dessen Entdeckung der o. g. Nobelpreis verliehen wurde. Mehrere Klassen von Ribozymen schneiden sich selbst in die endgültig funktionsfähige Form (<i>self-cleaving</i>).

</p><p>Im Reagenzglas wurde weiterhin eine ganze Reihe von Ribozymen entwickelt (meist per <a href="SELEX" title="SELEX">SELEX</a>), die diverse Reaktionen katalysieren. Der Hauptunterschied zwischen Enzymen und Ribozymen liegt dabei in der geringeren <a href="Kinetik_(Chemie)#Reaktionsgeschwindigkeit" title="Kinetik (Chemie)">Reaktionsgeschwindigkeit</a> bei Ribozymen,<sup id="cite_ref-1" class="reference"><a href="#cite_note-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> nicht aber in der Vielfalt der katalysierten Reaktionen. Besonders interessant ist die Katalyse einer <a href="Diels-Alder-Reaktion" title="Diels-Alder-Reaktion">Diels-Alder-Reaktion</a>, da sie in der sehr frühen Phase der <a href="Evolution" title="Evolution">Evolution</a> prinzipiell dazu gedient haben könnte, die Bausteine der RNA zu <a href="Synthese_(Chemie)" title="Synthese (Chemie)">synthetisieren</a>, sodass sich eine solche RNA selbst hätte <a href="Replikation" title="Replikation">replizieren</a> können. Sie würde damit ein wichtiges Zwischenglied zwischen chemischer und biologischer Evolution darstellen.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="DNAzyme">DNAzyme</h2></div>

<p>Im Prinzip kann fast jede Nukleinsäure unter geeigneten Bedingungen in eine katalytische Sequenz evolvieren. Insbesondere für die DNA ist dies unter Laborbedingungen gelungen (so genannte Desoxyribozyme, auch DNAzyme). In der Natur wurde dies aber noch nicht beobachtet.<sup id="cite_ref-Gysbers_2-0" class="reference"><a href="#cite_note-Gysbers-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-3" class="reference"><a href="#cite_note-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Literatur">Literatur</h2></div>

<ul><li>Sven P. Thoms: <i>Ursprung des Lebens.</i> Fischer, Frankfurt <b>2005</b>, ISBN 3-596-16128-2.</li>

<li>Jon R. Lorsch, <a href="Jack_W._Szostak" class="mw-redirect" title="Jack W. Szostak">Jack W. Szostak</a>: <i>In vitro evolution of new ribozymes with polynucleotide kinase activity.</i> In: <i>Nature</i> 371, Nr. 6492, 1. September 1994, S. 31–36; <a href="https://doi.org/10.1038/371031a0" class="extiw external" title="doi:10.1038/371031a0">doi:10.1038/371031a0</a>, <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7521014?dopt=Abstract">PMID 7521014</a> (<a href="Englische_Sprache" title="Englische Sprache">englisch</a>).</li>

<li>Thomas R. Cech, Olke C. Uhlenbeck: <i>Hammerhead nailed down.</i> In: <i>Nature</i> 372, Nr. 6501, 3. November 1994, S. 39–40, <a href="https://doi.org/10.1038/372039a0" class="extiw external" title="doi:10.1038/372039a0">doi:10.1038/372039a0</a> (<a href="Englische_Sprache" title="Englische Sprache">englisch</a>).</li>

<li>B. Alberts, A. Johnson, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts, P. Walter: <i>Molekularbiologie der Zelle.</i> 4. Auflage, Wiley-VCH, Weinheim <b>2004</b>, ISBN 3-527-30492-4.</li>

<li>Adam Roth, Zasha Weinberg u. a.: <i>A widespread self-cleaving ribozyme class is revealed by bioinformatics.</i> In: <i>Nature Chemical Biology.</i> 10, 2013, S. 56–60, <a href="https://doi.org/10.1038/nchembio.1386" class="extiw external" title="doi:10.1038/nchembio.1386">doi:10.1038/nchembio.1386</a> (<a href="Englische_Sprache" title="Englische Sprache">englisch</a>).</li>

<li>Nikolaos Papastavrou, David P. Horning, Gerald F. Joyce: <i>RNA-catalyzed evolution of catalytic RNA.</i> In: <i>PNAS</i>, Band 121, Nr. 11, 4. März 2024, S. e23215921; <a href="https://doi.org/10.1073/pnas.2321592121" class="extiw external" title="doi:10.1073/pnas.2321592121">doi:10.1073/pnas.2321592121</a> (<a href="Englische_Sprache" title="Englische Sprache">englisch</a>). Dazu:

<ul><li>Claudia Krapp: <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.scinexx.de/news/biowissen/neuer-einblick-in-die-rna-welt/">Neuer Einblick in die „RNA-Welt“</a>. Wie sich RNA-Enzyme auf der Urerde evolutionär optimieren konnten. Auf: <a href="Scinexx" title="Scinexx">scinexx</a>.de vom 5. März 2024.</li>

<li><a rel="nofollow" class="external text" href="https://scitechdaily.com/unlocking-the-secrets-of-life-with-rnas-ancient-code/">Unlocking the Secrets of Life With RNA’s Ancient Code</a>. Auf: <a href="SciTechDaily" class="mw-redirect" title="SciTechDaily">SciTechDaily</a> vom 1. April 2024. Quelle: <a href="Salk_Institute" class="mw-redirect" title="Salk Institute">Salk Institute</a>.</li></ul></li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-1">↑</a></span> <span class="reference-text">N Kyle Tanner: <i>Ribozymes: the characteristics and properties of catalytic RNAs.</i> FEMS Microbiology Reviews, Vol 23, 3, June 1999, S. 257–275, <a href="https://doi.org/10.1111/j.1574-6976.1999.tb00399.x" class="extiw external" title="doi:10.1111/j.1574-6976.1999.tb00399.x">doi:10.1111/j.1574-6976.1999.tb00399.x</a>.</span>

</li>

<li id="cite_note-Gysbers-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-Gysbers_2-0">↑</a></span> <span class="reference-text">Gysbers R, Tram K, Gu J, Li Y: <cite style="font-style:italic">Evolution of an Enzyme from a Noncatalytic Nucleic Acid Sequence</cite>. In: <cite style="font-style:italic">Scientific Reports</cite>. 5. Jahrgang, 2015, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>11405</span>, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1038/srep11405">10.1038/srep11405</a></span>, <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26091540?dopt=Abstract">PMID 26091540</a>, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4473686/">PMC 4473686</a> (freier Volltext).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Ribozym&rft.atitle=Evolution+of+an+Enzyme+from+a+Noncatalytic+Nucleic+Acid+Sequence&rft.au=Gysbers+R%2C+Tram+K%2C+Gu+J%2C+...&rft.btitle=Scientific+Reports&rft.date=2015&rft.doi=10.1038%2Fsrep11405&rft.genre=book&rft.pages=11405&rft.pmc=4473686&rft.pmid=26091540&rft.volume=5.+Jahrgang" style="display:none"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-3"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-3">↑</a></span> <span class="reference-text"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://scitechdaily.com/dnazymes-how-active-dna-biocatalysts-that-destroy-unwanted-rna-molecules-work/">DNAzymes – How Active DNA Biocatalysts That Destroy Unwanted RNA Molecules Work</a>, auf: SciTechDaily vom 29. Dezember 2021. Quelle: Heinrich-Heine University Duesseldorf.</span>

</li>

</ol></div><div><div class="zim-footer">

Dieser Artikel wurde von <a class="external text" title="Zuletzt bearbeitet am 2024-04-20" href="https://de.wikipedia.org/wiki/?title=Ribozym&oldid=244223205">Wikipedia</a> herausgegeben. Der Text ist unter <a class="external text" href="https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.de">Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0</a> verfügbar, sofern nicht anders angegeben. Für die Mediendateien können zusätzliche Bedingungen gelten.

</div>

</div></div>

</div>

</main>

</div>

</body></html>