RIBOZYMES

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À l'instar des protéines enzymatiques, certaines molécules d'ARN, les ribozymes, possèdent naturellement des propriétés catalytiques.

Le prix Nobel de chimie décerné en 1989 conjointement à Sydney Altman et à Thomas Cech a ainsi mis l'accent sur une découverte inattendue qui a bouleversé bien des idées tant sur la nature des molécules capables de catalyser les réactions chimiques que sur l'origine de la vie. Les travaux d'Altman sur l'ARNase P ont démontré que l'ARN entrant dans la composition de cette enzyme catalyse de manière très spécifique la coupure d'autres ARN.

Une autre catégorie de ribozymes regroupe les petits ARN monocaténaires de virus de plantes et l'ARN satellite du virus de l'hépatite B. In vitro, ces molécules catalysent leur propre clivage à des sites spécifiques.

Comment est−il possible pour un ARN d'agir comme une enzyme ? Des interactions entre différentes régions de la molécule, reposant essentiellement sur l'appariement entre les bases des ribonucléotides, permettent à la molécule de se replier de manière très spécifique, créant ainsi une surface complexe qui forme un site actif. La comparaison des sites de clivage de plusieurs ARN viraux a conduit à l'élaboration d'un modèle de structure secondaire pour ces molécules enzymatiques. Une séquence de 52 nucléotides seulement est capable d'avoir une telle activité catalytique. L'exigence structurelle minimale est de trois courtes tiges de nucléotides appariés entourant la liaison phosphodiester cible du clivage. On estime que 13 bases sont absolument conservées et interviennent directement dans la réaction catalytique d'hydrolyse.

En se fondant sur ces données, Jim Haseloff et Wayne Gerlach ont conçu des ribozymes synthétiques qui se comportent comme des endoribonucléases très spécifiques dirigées contre des ARN substrats. Ainsi, n'importe quel ARN peut devenir un substrat potentiel pour un ribozyme synthétique.

—  Sabine PILLE, Joël CHOPINEAU, Alain FRIBOULET, Daniel THOMAS

Bibliographie

J. Chopineau, D. Thomas & M. D. Legoy, « Dynamic Interactions between enzyme activity and the microstructured environment », in Eur. Journ. Biochem, no 183, pp. 459−463, 1989

J. Haseloff & W. L. Gerlach, « Simple RNA enzymes with new and highly specific endoribonuclease activities », in Nature, no 334, pp. 585−591, 1988

R. A. Lerner, S. J. Benkovic & P. G. Schultz, « At the crossroads of chemistry and immunology : catalytic antibodies », in Science, no 252, pp. 659−667, 1991

S. J. Pollack, J. W. Jacobs & P. G. Schultz, « Selective Chemical Catalysis by an antibody », ibid., no 234, pp. 1570−1573, 1986

A. Tramontano, K. D. Janda & R. A. Lerner, « Catalytic Antibodies », ibid., no 234, pp. 1566-1570, 1986.

Écrit par :

  • : professeur agrégé, docteur de l'université technique de Compiègne
  • : docteur d'État, chargé de recherche au C.N.R.S.
  • : docteur ès sciences
  • : professeur à l'université de technologie de Compiègne, directeur de l'U.M.R. 6022 du C.N.R.S., président de la section biochimie et biologie moléculaire du Conseil national des universités

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Autres références

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Pour citer l’article

Joël CHOPINEAU, Alain FRIBOULET, Sabine PILLE, Daniel THOMAS, « RIBOZYMES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 23 novembre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/ribozymes/