Le ribozyme en tête de marteau présent dans le génome de certains viroïdes de plantes

Les ribozymes sont des ARN qui possèdent la propriété de catalyser une réaction chimique spécifique. Le terme « ribozyme » est un mot-valise formé à partir des mots « acide ribonucléique » et « enzyme ».

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

On connait aujourd'hui un certain nombre d'ARN naturels qui sont soit des ribozymes démontrés, soit des ribozymes probables, soit encore des ARN autocatalytiques, qui sont leur propre substrat.

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

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. 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[3].

Notes et références

  1. (en) C. Guerrier-Takada, K. Gardiner, T. Marsh, N. Pace et S. Altman, « The RNA moiety of ribonuclease P is the catalytic subunit of the enzyme. », Cell, vol. 35,‎ , p. 849-857 (PMID 6197186)
  2. (en) P. Nissen, J. Hansen, N. Ban, P.B. Moore et T.A. Steitz, « The structural basis of ribosome activity in peptide bond synthesis. », Science, vol. 289,‎ , p. 920-930 (PMID 10937990, DOI 10.1126/science.289.5481.920) :

    « Plus précisément l'activité enzymatique du ribosome est portée par une enzyme à ARN nommée peptydil synthase, responsable d'ajouter une liaison peptidique entre chaque amino acide pour former le futur polypeptide lors de l'étape clé de la traduction, qui rappelons le, consiste à associer un triplet de nucléotide sur l'ARN messager à un acide aminé porté par l'ARN de transfert, lui même circulant entre les sites du ribosome. Cette enzyme a ARN ou ribosyme est donc essentielle au mécanisme de la traduction et elle est ubiquitaire chez les eucaryotes. »

  3. (en) W. Gilbert, « Origin of life: The RNA world », Nature, vol. 319,‎ , p. 618 (DOI 10.1038/319618a0)