Ριβόζυμο

Αυτό το άρθρο αναφέρεται σε βιοκαταλύτες ριβονουκλεϊκής φύσεως, για τους κλασικούς βιοκαταλύτες πρωτεϊνικής φύσεως βλέπε ένζυμο.

Το ριβόζυμο (επίσης ριβοένζυμο, ριβένζυμο από το διεθνή όρο ribozyme κατά το enzyme) είναι ένα είδος καταλυτικoύ RNA δηλαδή RNA που καταλύει μια χημική αντίδραση.  ειδικές χημικές αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα στο κύτταρο.

Λειτουργία
Οι πιο συνηθισμένες λειτουργίες των φυσικών ή των εξελιγμένων in vitro (δηλ. τεχνητών) ριβοζύμων είναι το κόψιμο ή η σύνδεση RNA και DNA και η δημιουργία πεπτιδικών δεσμών. [2]

Φυσικά ριβόζυμα
Μέσα στο ριβόσωμα, τα ριβόζυμα λειτουργούν ως μέρος της μεγάλης υπομονάδας του ριβοσωμικού RNA συνδέοντας αμινοξέα κατά τη διαδικασία της πρωτεϊνικής σύνθεσης. Επίσης συμμετέχουν σε μια ποικιλία αντιδράσεων επεξεργασίας του RNA, συμπεριλαμβανομένων της ωρίμανσης του RNA και του πολλαπλασιασμού των ιών.

Τεχνητά ριβόζυμα
Οι ερευνητές, μελετώντας την προέλευση της ζωής, έχουν παράγει ριβόζυμα στο εργαστήριο τα οποία έχουν την ικανότητα να καταλύουν την δικιά τους σύνθεση από ενεργοποιημένα μονομερή κάτω από πολύ συγκεκριμένες συνθήκες, όπως το ριβόζυμο της RNA πολυμεράσης. [3] 

Προσπάθειες έχουν γίνει να αναπτυχθούν ριβόζυμα ως θεραπευτικοί παράγοντες, ως «ένζυμα» που στοχεύουν συγκεκριμένες αλληλουχίες RNA για κόψιμο, ως βιοαισθητήρες, και ως εφαρμογές στη λειτουργική γενομική και στην ανακάλυψη γονιδίων. [6]

Δομή
Η δομή των ριβόζυμων περιλαμβάνει στελέχη (stems), δηλαδή περιοχές όπου σχηματίζονται δεσμοί υδρογόνου μεταξύ συμπληρωματικών περιοχών του RNA,  (knots) όπου δεν υπάρχουν δεσμοί και  (pseudoknots) όπου σχηματίζεται μια θηλιά μεταξύ δύο στελεχών. Οι πιο σημαντικές αλληλεπιδράσεις είναι αυτές που σχηματίζονται μεταξύ διαφορετικών στελεχών, καθώς αυτές σταθεροποιούν τη μοριακή δομή του RNA.

Ταξινόμηση με βάση τη δομή
Τα σημαντικότερα είδη των διάφορων ριβόζυμων, που θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν και ως λειτουργικές συσκευές (π.χ. σε aptazymes), είναι τα ακόλουθα:
 Ριβόζυμο hammerhead (από την ομοιότητα του σχήματος της δομής του προς τον σφυροκέφαλο): Το πιο καλά μελετημένο ριβόζυμο. Υπάρχει σε όλα τα βασίλεια μέχρι και τον άνθρωπο. Αντιπροσωπευτικότερο ριβόζυμο αυτό που συναντάται στο παράσιτο Schistosoma mansoni. Μπορεί να κόπτει κατά cis (cis-cleaving) ή και κατά trans (trans-cleaving). Απαιτεί ιόντα μαγνησίου.
 Ριβόζυμο twister και ριβόζυμο twister sister: ομοίως με τα ριβόζυμα hammerhead, το S. mansoni περιέχει τα περισσότερα στο γονιδίωμά του. Από τις υψηλότερες καταλυτικές ταχύτητες, κόπτει κατά cis. Έχουν μεταξύ τους κάποιες μικρές διαφορές στη δομή. Απαιτούν ιόντα μαγνησίου.
 Ριβόζυμο pistol/hatchet: cis-cleaving, απαιτούν ιόντα μαγνησίου.
 Ριβόζυμο hairpin: cis-cleaving, από ιούς φυτών (π.χ.  tobacco ringspot virus - sTRSV) 
 Ριβόζυμο Varkud satellite (VS): το μεγαλύτερο ριβόζυμο, cis-cleaving, ανευρίσκεται στα μιτοχόνδρια του στελέχους Varkud-1C του  μύκητα Neurospora.

Εξωτερικοί σύνδεσμοι 
 Ribozyme structures and mechanisms
 De novo synthesis and development of an RNA enzyme 
 Directed evolution of nucleic acid enzymes.

RNA