Molecola del Mese di David S. Goodsell Trad. di Mauro Tonellato

Autosplicing RNA

Indice 2005

Autosplicing RNA
La Natura è piena di sorprese, infatti quando si crede di aver capito qualcosa, in Natura si trova spesso un'eccezione. Vent'anni fa questo è successo con gli enzimi. I biochimici pensavano, dopo decadi di lavoro, che le proteine fossero le uniche molecole capaci di catalizzare le reazioni chimiche nella cellula. Quindi è stata una sorpresa quando Thomas Cech ed i suoi collaboratori hanno scoperto una reazione spontanea di splicing dell'RNA che avveniva anche quando tutte le proteine erano state rimosse. Da allora i ricercatori hanno scoperto molti altri esempi di ribozimi, molecole di RNA in grado di catalizzare le reazioni chimiche.

Eliminare gli Introni
Nelle piante e negli animali, la maggior parte delle molecole di RNA viene sintetizzata sotto forma di lunghi precursori che devono subire il processo di splicing per creare la molecola finale attiva.. Nello splicing, i lunghi RNA precursori vengono tagliati in frammenti, poi alcuni di questi frammenti vengono eliminati, mentre gli altri sono ricuciti insieme. I precursori dell'RNA sono composti di esoni separati da introni. Gli esoni sono le parti importanti che vengono riassemblate, mentre gli introni sono i segmenti che devono essere rimossi. Nella maggior parte dei casi, l'RNA viene tagliato e poi ricucito da uno spliceosoma, una macchina molecolare composta da proteine e da RNA. In alcuni casi, però, l'RNA può compiere da solo le reazioni di splicing. Il primo esempio, scoperto da Thomas Cech era un RNA ribosomiale trovato in un protozoo. Da allora sono stati identificati centinaia di esempi simili nel genoma di molti organismi. L'esempio mostrato qui, dall'archivio PDB 1u6b, è parte di un RNA transfer batterico che deve subire il processo di splicing prima di poter assumere la sua forma funzionale. Nella figura, la grande struttura in verde è l'introne che usa un GTP e due ioni magnesio per rimuovere sè stesso dalla catena originale. I due esoni che saranno ricuciti insieme sono colorati in rosso e blu. Solo un piccolo pezzo di ogni esone è incluso nella struttura.

Ribozimi Ovunque
Quando gli scienziati hanno cominciato a cercarli, hanno scoperto ribozimi ovunque. In alcuni casi i ribozimi si trovano all'interno delle stesse molecole di RNA che devono reagire e quindi agiscono su sè stessi, come gli introni che fanno la reazione di autosplicing. In altri casi, i ribozimi agiscono su altre molecole di RNA, rompendo e ricostruendo i legami fosfato che tengono insieme le catene. In alcuni ribozimi, come nello spliceosoma e nella ribonucleasi P (che agiscono sull'RNA tranfer e su altre molecole di RNA), l'RNA lavora insieme con proteine per compiere la reazione. Anche se la maggior parte dei ribozimi compie reazioni di taglio e di ricucitura dell'RNA, il ribosoma (che probabilmente è un ribozima) mostra che l'RNA può compiere anche altre reazioni, come la formazione del legame peptidico nelle proteine.

Avanti: Il Più Piccolo Ribozima