¿Qué es una ribozima?
Una ribozima es una molécula de ácido ribonucleico (ARN) que tiene la capacidad de actuar como catalizador en una reacción química. El término ribozima es una abreviatura de enzima del ácido ribonucleico. Antes de que se descubrieran las ribozimas en la década de 1980, se pensaba que solo las proteínas podían actuar como enzimas y catalizar reacciones. Ahora se sabe que las ribozimas también participan en muchas funciones intracelulares importantes y pueden tener aplicaciones terapéuticas debido a su capacidad para escindir ARN. Las ribozimas pueden sintetizarse artificialmente y también producirse de forma natural.
La función principal de las ribozimas es dividir los enlaces fosfodiéster de las moléculas de ARN objetivo a través de la hidrólisis. Los enlaces fosfodiéster son enlaces covalentes que unen nucleótidos en el ARN y el ADN, formando la columna vertebral de la molécula. La hidrólisis implica la adición de una molécula de agua, que tiene el efecto de disolver los enlaces. Las ribozimas usan la hidrólisis para escindir otras moléculas de ARN o a sí mismas, a veces también ligando o conectando dos moléculas de ARN divididas en un proceso llamado empalme.
El estudio del empalme de ARN en el organismo unicelular Tetrahymena thermophila condujo al descubrimiento de ribozimas a principios de la década de 1980. Thomas Cech, profesor de la Universidad de Colorado en los Estados Unidos, descubrió que el ARN en este organismo podía cortarse y ligarse a sí mismo en ausencia de cualquier proteína catalizadora. Cech y el profesor de la Universidad de Yale, Sidney Altman, recibieron el Premio Nobel de Química de 1989 por su investigación sobre las ribozimas.
Además del empalme, las ribozimas catalizan el ensamblaje de aminoácidos en proteínas durante el proceso de traducción. La traducción ocurre cuando la información genética en el ARN mensajero (ARNm) se decodifica en una secuencia de aminoácidos a través de la actividad de los ribosomas. El ARN ribosómico (ARNr), un componente principal de los ribosomas, también puede considerarse una ribozima.
Existen muchos tipos diferentes de ribozimas y se han estudiado en su estado natural. Dos de estos, la ribozima de horquilla y la ribozima de cabeza de martillo, se encuentran en los ARN satélites de los virus vegetales. Las ribozimas de cabeza de martillo se han modificado en el laboratorio para su uso como agentes de corte de ARN.
Se cree que las ribozimas de cabeza de martillo modificadas pueden tener aplicaciones clínicas en terapia génica. La capacidad de escindir el ARN puede ayudar a combatir los retrovirus, ya que los retrovirus dependen de un genoma de ARN para la duplicación en la célula huésped. Los investigadores también han desarrollado ribozimas completamente sintéticas para aplicaciones médicas similares. Las ribozimas de cabeza de martillo modificadas y las ribozimas sintéticas se están investigando específicamente como opciones terapéuticas para tratar el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH).