Рибозимы: классификация
Эндорибонуклеазная активность РНК была обнаружена Т. Чехом в 1980 г. у интрона группы I предшественника рибосомной РНК Tetrahymena, осуществляющего аутокаталитическую реакцию сплайсинга (аутосплайсинга), в результате которой происходит вырезание из молекулы предшественника рРНК последовательности этого интрона и образование зрелой молекулы рРНК. С тех пор аутокаталитические реакции расщепления были выявлены у многих молекул РНК ( рис. II.25 ).
Наиболее перспективными для использования в составе антисмысловых РНК оказались рибозимы, образующие пространственную структуру типа "головки молотка" (hammerhead - HH) ( рис. II.25,а ). Такие РНК были найдены у сателлитных РНК вирусов растений, вироидов, а также среди транскриптов сателлитных ДНК тритонов. У РНК подобного типа была определена минимальная каноническая последовательность, необходимая для появления ферментативной активности, длиной в 27 нуклеотидов, из которых высококонсервативны 13 нуклеотидов, а также последовательность из трех нуклеотидов, в пределах которой происходит расщепление фосфодиэфирной связи ( рис. II.25,а ).
Другими примерами рибозимов являются РНК, образующие структуры типа шпилек , а также РНК вируса гепатита дельта (ВГД) и сателлитная РНК Варкуда (Varcud satellite - VS) нейроспоры ( рис. II.25,б,в,г ).
Рибозимы со структурами типа шпилек были обнаружены у вироидов и вирусоидов растений , рибозимы ВГД были идентифицированы среди сателлитных РНК вируса гепатита В человека , а рибозимы VS - среди сателлитных РНК природных изолятов Neurospora.
В связи с рибозимами следует вспомнить и о РНКазе Р E. coli , состоящей из небольшого полипептида и РНК длиной в 375 нуклеотидов. Именно РНК обеспечивает этому ферменту эндонуклеазную активность, необходимую для процессинга предшественников тРНК.
Хотя у природных РНК сайт расщепления и последовательность нуклеотидов рибозима расположены на одной молекуле (in cis по отношению друг к другу), HH-рибозимы могут действовать и на сайты расщепления, расположенные in trans, т.е. на других молекулах РНК. Именно это свойство рибозимов данного класса позволило использовать их для создания высокоспецифичных эндорибонуклеаз на основе антисмысловых РНК, которые обладают способностью расщеплять in trans молекулы РНК, содержащие тринуклеотидные сайты расщепления. Для создания высокоспецифического рибозима, функционирующего по этому принципу, последовательность рибозима заключают в последовательность антисмысловой РНК таким образом, чтобы при образовании гибрида с РНК-мишенью в контакте с активным центром рибозима оказывалась тринуклеотидная последовательность сайта расщепления.
