Ribozima ligasa

La ribozima ARN ligasa fue la primera de varios tipos de ribozimas sintéticas producidas mediante técnicas de evolución y selección in vitro . Constituyen una clase importante de ribozimas porque catalizan el ensamblaje de fragmentos de ARN en polímeros de ARN fosfodiéster , una reacción necesaria para todas las polimerasas de ácidos nucleicos existentes y que se considera esencial para cualquier molécula autorreplicante. Las ideas que sugieren que el origen de la vida pudo haber implicado que las primeras moléculas autorreplicantes fueran ribozimas se conocen como hipótesis del mundo de ARN . Las ribozimas ligasas podrían haber formado parte de dicho mundo de ARN prebiótico.

Para copiar el ARN, es necesario ligar fragmentos o monómeros (unidades individuales) que contengan trifosfatos en el extremo 5' . Esto se cumple en las polimerasas modernas (basadas en proteínas) y es también el mecanismo más probable por el cual podría funcionar una ribozima autorreplicante en un mundo de ARN. Sin embargo, aún no se ha encontrado una ribozima natural capaz de realizar esta reacción.

La evolución in vitro del ARN o SELEX permite la evolución artificial y la selección de moléculas de ARN que poseen una propiedad deseada, como la afinidad de unión a un ligando particular o una actividad como la de una enzima o un catalizador . Las primeras selecciones de este tipo implicaron el aislamiento de varios aptámeros que se unen a moléculas pequeñas. Los primeros ARN catalíticos producidos por evolución in vitro fueron las ARN ligasas , ARN catalíticos que unen dos fragmentos de ARN para producir un único aducto . La ligasa más activa conocida hasta la fecha es la ligasa de Clase I, aislada a partir de una secuencia aleatoria (trabajo de David Bartel , mientras estaba en el laboratorio de Szostak ). Otros ejemplos de ARN ligasas incluyen la ligasa L1 (Robertson y Ellington), la ligasa R3C (Joyce) y la ligasa DSL (Inoue). Todas estas ligasas catalizan la formación de un enlace fosfodiéster 3′–5′ entre dos fragmentos de ARN.

Michael Robertson y Andrew Ellington desarrollaron una ribozima ligasa que realiza la reacción de ensamblaje de ARN 5′–3′ deseada , y la llamaron ligasa L1. ^{[ 1 ]} Para comprender mejor los detalles de cómo esta ribozima se pliega en una estructura que le permite catalizar esta reacción fundamental, se ha resuelto la estructura cristalina por rayos X. ^{[ 2 ] [ 3 ]} La estructura está compuesta por tres tallos helicoidales llamados tallo A, B y C, que se conectan en una unión de tres hélices.

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