Ribotsyymi on ribonukleiinihappomolekyyli (RNA), jolla on kyky toimia katalyyttinä kemiallisessa reaktiossa. Termi ribotsyymi on lyhenne ribonukleiinihappoentsyymistä. Ennen kuin ribotsyymit löydettiin 1980 -luvulla, ajateltiin, että vain proteiinit voisivat toimia entsyymeinä ja katalysoida reaktioita. Nyt tiedetään, että ribotsyymit osallistuvat myös moniin tärkeisiin solunsisäisiin toimintoihin ja niillä voi olla terapeuttisia sovelluksia, koska ne kykenevät katkaisemaan RNA: ta. Ribotsyymit voidaan syntetisoida sekä keinotekoisesti että luonnollisesti.
Ribotsyymien päätarkoitus on halkaista kohde -RNA -molekyylien fosfodiesterisidokset hydrolyysin avulla. Fosfodiesterisidokset ovat kovalenttisia sidoksia, jotka yhdistävät RNA: n ja DNA: n nukleotidit yhteen muodostaen molekyylin selkärangan. Hydrolyysiin liittyy vesimolekyylin lisääminen, joka hajottaa sidokset. Ribotsyymit käyttävät hydrolyysiä pilkkoakseen muita RNA -molekyylejä tai itseään, joskus myös ligatoimalla tai yhdistämällä kaksi jaettua RNA -molekyyliä yhteen prosessissa, jota kutsutaan silmukoinniksi.
RNA -silmukoinnin tutkimus yksisoluisessa organismissa Tetrahymena thermophila johti ribotsyymien löytämiseen 1980 -luvun alussa. Yhdysvaltain Coloradon yliopiston professori Thomas Cech havaitsi, että tämän organismin RNA voi sekä leikata että ligatoida itsensä ilman katalysoivaa proteiinia. Cech ja Yalen yliopiston professori Sidney Altman saivat vuoden 1989 kemian Nobel -palkinnon ribotsyymitutkimuksestaan.
Liittämisen lisäksi ribotsyymit katalysoivat aminohappojen kokoonpanon proteiineiksi translaatioprosessin aikana. Käännös tapahtuu, kun lähetti -RNA: n (mRNA) geneettinen informaatio dekoodataan aminohapposekvenssiksi ribosomien aktiivisuuden kautta. Ribosomaalista RNA: ta (rRNA), joka on ribosomien pääkomponentti, voidaan siksi pitää myös ribotsyyminä.
On olemassa monia erilaisia ribotsyymejä, ja niitä on tutkittu niiden luonnollisessa tilassa. Kaksi näistä, hiusneula -ribotsyymi ja vasarapään ribotsyymi, löytyvät kasvirusten satelliitti -RNA: ista. Hammerhead -ribotsyymit on muunnettu laboratoriossa käytettäväksi RNA: n katkaisuaineina.
Uskotaan, että muunnetuilla vasarapään ribotsyymeillä voi olla kliinisiä sovelluksia geeniterapiassa. Kyky pilkkoa RNA voi auttaa torjumaan retroviruksia, koska retrovirukset tukeutuvat RNA -genomiin päällekkäisyyteen isäntäsolussa. Tutkijat ovat myös kehittäneet täysin synteettisiä ribotsyymejä vastaaviin lääketieteellisiin sovelluksiin. Muokattuja vasarapään ribotsyymejä ja synteettisiä ribotsyymejä tutkitaan erityisesti terapeuttisina vaihtoehtoina ihmisen immuunikatoviruksen (HIV) hoitoon.