Las ribozimas, enzimas de ácido ribonucleico, son moléculas de ARN que catalizan reacciones químicas. Al igual que el ADN, el ARN es una molécula lineal formada al conectar cuatro bloques de construcción químicos llamados bases representadas por las letras A, C, G y U después deInformación genética codificada en el ADN.
Las ribozimas están involucradas en procesos genéticos clave y reacciones bioquímicas, por ejemplo, en el mecanismo de replicación de algunos virus. Los científicos descubrieron las ribozimas hace más de 30 años, pero solo recientemente se han detectado estas estructuras de ARN en una amplia variedad de organismos, incluidos los vertebradosEstos descubrimientos han despertado un nuevo interés entre los investigadores, ya que los roles y funciones de estas moléculas de ARN aún no están claros.
Los científicos suelen tratar de comprender mejor la estructura y las propiedades de una ribozima mediante la introducción de mutaciones en su secuencia de ARN. A partir de una ribozima funcional, los investigadores modifican o "mutan" bases específicas en la ribozima y verifican sila ribozima mutada todavía es capaz de catalizar. Sin embargo, las técnicas disponibles actualmente permiten estudiar solo un pequeño número de mutantes varias docenas a la vez. Debido a que incluso una pequeña ribozima puede tener muchos mutantes posibles, los investigadores deben seleccionar arbitrariamentepartes de la ribozima para producir mutaciones, lo que podría pasar por alto otras partes de la ribozima que pueden ser importantes para su función., han desarrollado un enfoque eficiente e imparcial para estudiar mutantes de ribozima que supera estas limitaciones. Sus resultados se publican en Angewandte Chemie .
"En lugar de seleccionar mutaciones específicas", explicó Yokobayashi, "decidimos hacer y probar tantos mutantes como sea posible de una ribozima específica". Un mutante 'único' es una ribozima que difiere en una sola base de la ribozima original.Un mutante 'doble' difiere en dos bases de la ribozima original. Incluso para la ribozima pequeña hecha de 48 bases estudiadas por los investigadores, hay 10,296 mutantes simples y dobles en total.
"Con la ayuda de un potente secuenciador de ADN en OIST, generamos y luego medimos la actividad química de todos los mutantes simples y dobles de una variante de la 'ribozima twister', que se encuentra en el genoma del arroz", dijo Yokobayashi"Gracias a este enfoque integral, ahora tenemos una mejor comprensión de qué bases son más importantes para esta actividad de la ribozima".
Un hallazgo clave es que la ribozima es muy robusta contra las mutaciones. "Este resultado es sorprendente", comentó Yokobayashi, "porque la ribozima que estudiamos tiene una estructura bastante compacta y compleja". Aunque muchas de las bases aparentemente están involucradas en el mantenimientola intrincada estructura de la ribozima, una fracción significativa de los mutantes retuvo la actividad de la ribozima detectable. Esta capacidad de tolerar mutaciones podría haber sido una ventaja desde un punto de vista evolutivo, y posiblemente explica la presencia generalizada de ribozimas en diferentes formas de vida.
Una comprensión más profunda de las ribozimas también podría tener implicaciones prácticas significativas. Las ribozimas se pueden diseñar para controlar la expresión génica en células vivas y virus, con posibles aplicaciones en terapia génica y medicina regenerativa.
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Materiales proporcionado por Universidad de Posgrado del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa OIST . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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