Ribozyme

Ribozyme (von Ribo(nukleinsäure) (RNS) und (En)zym), auch katalytische RNA genannt, sind katalytisch aktive RNA-Moleküle, die, wie Enzyme, chemische Reaktionen katalysieren.

Innerhalb des Ribosoms steuern die rRNA-Moleküle die katalytischen Schritte der Proteinbiosynthese. Jede Zelle enthält einige tausend rRNA-Moleküle. So katalysiert beispielsweise die 23S-RNA der Ribosomen die Knüpfung der Peptidbindung bei der Translation. Auch die Spliceosomen sind Ribozyme, hier katalysiert das enge Netzwerk der snRNAs das Splicing. Sowohl im Ribosom als auch im Spliceosom gibt es zudem Proteine, die nicht an der eigentlichen Reaktion teilnehmen, sondern lediglich dafür sorgen, dass die RNA die richtige Struktur für die Katalyse einnimmt. Daneben gibt es auch Ribozyme, die völlig ohne Proteine auskommen, wie z. B. das Hammerhead-Ribozym, das von verschiedenen Mikroorganismen und auch einigen Viren genutzt wird, um ihre RNA auf die richtige Länge zu schneiden.

Der Hauptunterschied zwischen einem Enzym und einem Ribozym liegt in der Reaktionsgeschwindigkeit, nicht aber in der Vielfalt der katalysierten Reaktionen. Besonders interessant ist momentan die Katalyse einer Diels-Alder-Reaktion, da sie in der sehr frühen Phase der Evolution prinzipiell dazu gedient haben könnte, um weitere Bausteine für RNAs zu schaffen. Ein großer Schritt also zu einer RNA, die ihre eigenen Bausteine synthetisiert und sich selbst repliziert – ein möglicher Ursprung des Lebens mit einem Übergang von einer chemischen in eine belebte Evolution.

1. Blount KF et al. (2002) The hammerhead ribozyme. Biochem Soc Trans 30:1119-1122.
2. Canny MD et al. (2004) Fast cleavage kinetics of a natural hammerhead ribozyme. J Am Chem Soc 126:10848-10849.