Mis on ribosüüm?

Ribosüüm on ribonukleiinhappe (RNA) molekul, millel on võime toimida keemilise reaktsiooni katalüsaatorina. Termin ribosüüm on ribonukleiinhappe ensüümi lühend. Enne ribosüümide avastamist 1980. aastatel arvati, et ainult valgud võivad toimida ensüümidena ja katalüüsida reaktsioone. Nüüd on teada, et ribosüümid osalevad ka paljudes olulistes intratsellulaarsetes funktsioonides ja neil võib olla terapeutilisi rakendusi tänu nende võimele lõhustada RNA-d. Ribosüüme saab nii kunstlikult sünteesida kui ka looduslikult toota.

Ribosüümide põhiülesanne on lõhustada hüdrolüüsi teel sihtmärk-RNA molekulide fosfodiestersidemeid. Fosfodiestersidemed on kovalentsed sidemed, mis seovad omavahel RNA ja DNA nukleotiide, moodustades molekuli selgroo. Hüdrolüüs hõlmab veemolekuli lisamist, mis lahustab sidemeid. Ribosüümid kasutavad hüdrolüüsi teiste RNA molekulide või iseenda lõhustamiseks, mõnikord ka ligeerides või ühendades kaks lõhestatud RNA molekuli protsessis, mida nimetatakse splaissimiseks.

Üherakulise organismi Tetrahymena thermophila RNA splaissimise uurimine viis ribosüümide avastamiseni 1980. aastate alguses. USA Colorado ülikooli professor Thomas Cech leidis, et selles organismis olev RNA võib end katalüüsiva valgu puudumisel nii lõigata kui ka ligeerida. Cech ja Yale’i ülikooli professor Sidney Altman said ribosüümide uurimise eest 1989. aastal Nobeli keemiaauhinna.

Lisaks splaissimisele katalüüsivad ribosüümid translatsiooni käigus aminohapete monteerimist valkudeks. Translatsioon toimub siis, kui messenger-RNA (mRNA) geneetiline informatsioon dekodeeritakse ribosoomide aktiivsuse kaudu aminohapete järjestuseks. Ribosoomi RNA-d (rRNA), mis on ribosoomide põhikomponent, võib seetõttu pidada ka ribosüümiks.

On olemas palju erinevat tüüpi ribosüüme ja neid on uuritud nende looduslikus olekus. Neist kahte, juuksenõela ribosüümi ja vasarapea ribosüümi, leidub taimeviiruste satelliit-RNA-des. Hammerheadi ribosüüme on laboris modifitseeritud, et neid saaks kasutada RNA-d lõhustavate ainetena.

Arvatakse, et muudetud vasarapea ribosüümidel võib olla geeniteraapias kliinilisi rakendusi. Võime RNA-d lõhustada võib aidata võidelda retroviirustega, kuna retroviirused sõltuvad peremeesrakus dubleerimiseks RNA genoomist. Teadlased on sarnaste meditsiiniliste rakenduste jaoks välja töötanud ka täiesti sünteetilised ribosüümid. Modifitseeritud vasarapea ribosüüme ja sünteetilisi ribosüüme uuritakse konkreetselt kui ravivõimalusi inimese immuunpuudulikkuse viiruse (HIV) raviks.