Eine RNA‐Sequenz in zwei Faltungen: Ein Ribozym mit Vielseitigen Fähigkeiten zur Substratprozessierung

Wir berichten über das Design einer RNA‐Sequenz, die zwei verschiedene Ribozym‐Faltungen annehmen und die Spaltung und/oder Ligation der jeweiligen Substrate katalysieren kann. Diese RNA ist in der Lage, ihre Konformation als Reaktion auf ihre Umgebung zu ändern, weshalb wir sie als Chamäleon‐Ribozym (CHR) bezeichnen. Die effiziente RNA‐Spaltung von zwei verschiedenen Substraten sowie die RNA‐Ligation durch CHR wurde in separaten Experimenten und in einer Ein‐Topf‐Reaktion nachgewiesen. Unsere Studie zeigt, dass sich Sequenzvarianten des Hairpin‐Ribozyms mit dem Hammerhead‐Ribozym überschneiden und dass relativ kurze RNA‐Moleküle eine große konformationelle Flexibilität aufweisen können, was ein wichtiges Kriterium für die Entstehung neuer funktioneller Faltungen in der frühen Evolution ist. Sequenzvarianten des Hairpin‐Ribozyms können eine Hammerhead‐Faltung annehmen, die es ihnen ermöglicht, verschiedene Substrate zu verarbeiten, indem sie ihre intrinsische Aktivität und Konformationsflexibilität zur Unterstützung der RNA‐Spaltung und ‐Ligation nutzen.