Ribozima Twister

El ribozima twister ^{[ 1 ]} es una estructura de ARN catalítica capaz de autocortarse . La actividad nucleolítica de este ribozima se ha demostrado tanto in vivo como in vitro y posee una de las velocidades catalíticas más rápidas entre los ribozimas naturales con función similar. ^{[ 2 ] [ 3 ]} El ribozima twister se considera un miembro de la familia de ribozimas pequeñas autocortantes, que incluye los ribozimas cabeza de martillo , horquilla , virus de la hepatitis delta (HDV) , satélite Varkud (VS) y glmS . ^{[ 3 ]}

A diferencia de los métodos de selección in vitro , que han ayudado a identificar varias clases de motivos de ARN catalíticos, la ribozima twister fue descubierta mediante un enfoque bioinformático como una estructura de ARN conservada de función desconocida. ^{[ 1 ]} La hipótesis de que funciona como una ribozima de autocorte se sugirió por la similitud entre los genes cercanos a las ribozimas twister y los genes cercanos a las ribozimas hammerhead , ^{[ 4 ]} De hecho, los genes ubicados cerca de estas dos clases de ribozimas de autocorte se superponen significativamente. ^{[ 1 ]} Los investigadores se inspiraron para nombrar el motivo twister recién descubierto debido a su semejanza con el jeroglífico egipcio 'lino retorcido'. ^{[ 1 ]}

La estructura básica del ribozima twister de Oryza sativa se determinó cristalográficamente a resolución atómica en 2014. ^{[ 2 ]} El sitio activo del ribozima twister se centra en un doble pseudonudo , lo que facilita una estructura de plegamiento compacta a través de dos interacciones terciarias de largo alcance , en asociación con una unión helicoidal. ^{[ 2 ]} El magnesio es importante para la estabilización de la estructura secundaria del ribozima. ^{[ 3 ]}

Similar a otras ribozimas nucleolíticas, la ribozima twister escinde selectivamente los enlaces fosfodiéster , a través de un mecanismo relacionado con S _N 2 , en un producto de fosfato cíclico 2',3' y hidroxilo 5'. ^{[ 1 ]} Tanto la evidencia experimental como la modelización han respaldado una catálisis concertada ácido-base general que involucra las bases altamente conservadas adenina (A1) y guanina (G33), donde N3 de A1 actúa como donador de protones y G33 como base general. ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 2 ]} La ribozima twister genera actividad catalítica al orientar específicamente el enlace PO que se va a escindir para un ataque nucleofílico en línea dentro del sitio activo. ^{[ 7 ]} Actualmente, se sabe que la velocidad de reacción de la ribozima twister depende tanto del pH como de la temperatura. ^{[ 7 ] [ 1 ]} Las sustituciones del oxígeno no puenteante pro-S del fosfato escindible por un grupo tiol conducen a tasas de autocorte reducidas, lo que sugiere que el mecanismo no depende del magnesio unido. El rescate del derivado tiol por cationes de cadmio indica que los iones metálicos divalentes juegan un papel en el aumento de la velocidad. ^{[ 6 ]} Un mecanismo probable para esto es la estabilización del estado de transición al reducir la tensión electrostática en la cadena del sustrato debido a la creciente carga negativa durante el corte.

El motivo del ribozima twister es relativamente común en la naturaleza, con 2700 ejemplos observados en bacterias , hongos , plantas y animales . ^{[ 2 ]} De forma similar a los ribozimas cabeza de martillo , algunos eucariotas contienen un gran número de ribozimas twister. En el ejemplo más extremo conocido, se predicen 1051 ribozimas twister en Schistosoma mansoni , un organismo que también contiene muchos ribozimas cabeza de martillo. En bacterias, los ribozimas twister se encuentran cerca de clases de genes que también se asocian comúnmente con los ribozimas cabeza de martillo bacterianos. Actualmente, no se comprende ninguna función biológica asociada con el ribozima twister. ^{[ 7 ]}

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