O ribozimă este o moleculă de acid ribonucleic (ARN) care are capacitatea de a acționa ca catalizator într-o reacție chimică. Termenul ribozimă este o abreviere a enzimei acidului ribonucleic. Înainte ca ribozimele să fie descoperite în anii 1980, se credea că numai proteinele ar putea acționa ca enzime și catalizează reacțiile. Se știe acum că ribozimele participă, de asemenea, la multe funcții intracelulare importante și pot avea aplicații terapeutice datorită capacității lor de a scinda ARN-ul. Ribozimele pot fi sintetizate artificial, precum și produse în mod natural.
Funcția principală a ribozimelor este de a diviza legăturile fosfodiester ale moleculelor de ARN țintă prin hidroliză. Legăturile fosfodiesterice sunt legături covalente care leagă împreună nucleotidele din ARN și ADN, formând coloana vertebrală a moleculei. Hidroliza presupune adăugarea unei molecule de apă, care are ca efect dizolvarea legăturilor. Ribozimele folosesc hidroliza pentru a scinda alte molecule de ARN sau pe ei înșiși, uneori, de asemenea, ligând sau conectând două molecule de ARN divizate împreună într-un proces numit splicing.
Studiul splicing-ului ARN în organismul unicelular Tetrahymena thermophila a condus la descoperirea ribozimelor la începutul anilor 1980. Thomas Cech, profesor la Universitatea din Colorado din SUA, a descoperit că ARN-ul din acest organism s-ar putea tăia și se poate liga singur în absența oricărei proteine catalizatoare. Cech și profesorul de la Universitatea Yale, Sidney Altman, au primit Premiul Nobel pentru Chimie în 1989 pentru cercetările lor asupra ribozimelor.
În plus față de splicing, ribozimele catalizează asamblarea aminoacizilor în proteine în timpul procesului de translație. Traducerea are loc atunci când informația genetică din ARN-ul mesager (ARNm) este decodificată într-o secvență de aminoacizi prin activitatea ribozomilor. ARN-ul ribozomal (ARNr), o componentă principală a ribozomilor, poate fi, prin urmare, considerat și o ribozimă.
Există multe tipuri diferite de ribozime și au fost studiate în starea lor naturală. Două dintre acestea, ribozima ac de păr și ribozima cap de ciocan, se găsesc în ARN-ul satelit din virusurile plantelor. Ribozimele Hammerhead au fost modificate în laborator pentru a fi utilizate ca agenți de scindare a ARN.
Se crede că ribozimele cu cap de ciocan modificate pot avea aplicații clinice în terapia genică. Capacitatea de a scinda ARN-ul poate ajuta la combaterea retrovirusurilor, deoarece retrovirusurile se bazează pe un genom ARN pentru duplicarea în celula gazdă. Cercetătorii au dezvoltat, de asemenea, ribozime complet sintetice pentru aplicații medicale similare. Ribozimele modificate cu cap de ciocan și ribozimele sintetice sunt cercetate în mod special ca opțiuni terapeutice pentru tratarea virusului imunodeficienței umane (HIV).