Ribozymes

Les ribozymes (contraction de acide ribonucléique et enzymes), sont des ARN qui possèdent la propriété de catalyser une réaction chimique spécifique. A ce titre, ce sont donc formellement des enzymes.

La découverte de ces molécules dans les années 1980, indépendamment par Tom Cech et Sidney Altman a été une grande surprise car jusqu'alors, les protéines étaient les seules macromolécules biologiques connues pour catalyser des réactions chimiques.

Les propriétés catalytiques des ribozymes sont liées à la capacité de l'ARN de se replier pour former une structure compacte bien définie, qui, comme dans le cas des protéines, permet la formation de cavités formant des sites de fixation de ligands. Des groupements réactifs précisément orientés réalisent alors la catalyse proprement dite.

Exemples de ribozymes

• La ribonucléase P impliquée dans la maturation des ARNt. C'est un ribozyme naturel présent dans toutes les cellules.
• Le ribosome est un ribozyme, ce qui a été établi de manière indirecte par la résolution de sa structure cristallographique. Le site actif du ribosome, qui catalyse la réaction de synthèse des liaisons peptidique, n'est en effet composé que par l'ARN ribosomique.
• Les introns auto-épissables, capables de se cliver spécifiquement en l'absence de protéines. Même s'ils sont capables de promouvoir leur épissage, ce ne sont pas des enzymes au sens strict, puisque c'est une réaction unique, sans recyclage du catalyseur.
• Les riboswitchs que l'on trouve sur certains ARNm ont une activité autolytique : ils se clivent eux-mêmes lorsqu'ils sont liés a un ligand activateur. C'est le cas par exemple du riboswitch spécifique de la glucosamine-6-phosphate.

Il existe aussi des ribozymes artificiels, isolés en laboratoire à partir d'un processus de sélection in vitro.

Ribozymes et origines de la Vie

La découverte des ribozymes a bouleversé le domaine de l'étude des origines de la vie. L'ARN pouvant à la fois jouer le rôle de catalyseur et de support de l'information génétique, comme l'ADN, il devenait possible d'imaginer un monde prébiotique où l'ARN aurait été le précurseur de toutes les fonctions biologiques. C'est l'hypothèse dite du "RNA world" ou monde à ARN.

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