自身剪接反应

一种四膜虫Tetrahumenathermophila的两个主要rRNAs的基因和其他真核生物相类似，被转录在同一个初级转录本中。此转录本称为35S前体RNA，较小的rRNA的序列在5'侧，较大的rRNA(26S)序列则在3'侧。在编码26SrRNA序列存在一个单一的，短的(约400bp)内含子。如将这个35S前体RNA在体外温育，可以发生自动剪接作用:内含子从前体中被切出，先呈线性RNA片段，后来又环化为环状RNA。这个反应仅需要加入一种一价阳离子，一种二价阳离子，和一种鸟嘌呤核苷酸(G)。其他碱基均不能代替G.但并不一定需要GTP;GDP;GMP和鸟苷都可以应用。这表示此反应并不需要能量供应。此外，此鸟嘌呤核苷酸必须有一个游离的3'-OH基。这个G要连接到内含子的5'端上(通过通常的磷酸二酯键)。当线性的内含子成为环状时，其3'端可连接在距离5'端15个核苷酸之处，从而将原来5'端和15个碱基的节段(包括G在内)排除出去。这种反应基本上是一种磷酸酯转移反应。外显子A的3'-OH基可直接和外显子B的5'端相连接。亦即一个磷酸酯可以直接被转移到另一个上去，不需要经过中间步骤(如水解作用之类)，因此磷酸酯键的能量被保存着。这解释了为什么此反应不需要水解ATP或GTP来供应能量。同时，两次磷酸酯转移反应似乎是紧密相连的，因为始终没有找到过游离的外显子(A或B)。而线性内含子的环化则可以被看作是第三个磷酸酯转移反应。在体外系统中进行剪接时，并不需要蛋白质的存在。RNA有能力自行剪接，故称为自身催化作用(auto catalysis)。
　　T.Cech和S.Altman各自独立地发现RNA具有催化作用。从而改变了生物催化剂的传统概念。为此他们共同获得了1989年Nobel化学奖。1978年Altman从纯化的RNA酶P中分离出一种多肽和一种RNA(M1RNA)。最初的实验结果表明，蛋白质和M1RNA单独都没有酶活性，但二者混合在一起又可恢复活性。其它生物材料的实验结果表明M1RNA是RNA酶P活性所必须的。1983年Altoman证明，在较高浓度的Mg2 存在下，单独的M1RNA就可以催化tRNA前体的成熟，而单独的蛋白质则没有这种能力。这样，RNA即可看作是个酶。事实上，M1RNA的酶活性并不比RNA酶P的粗制品的活性低。原来认为蛋白质赋予酶的活性，RNA只起某种辅助作用(例如帮助蛋白质与其底物结合)，但现在发现这两种功能已经倒转。Cech给具有催化活性的RNA定名为ribozyme。
　　很长时间以来，人们就试图自己设计和生产酶分子，但因蛋白质分子结构上的复杂性，迄今为止，尚无成功的例子。近年来随着ribozyme的发现，人工酶(新概念下的酶，它的构件分子是核苷酸)的设计又产生了新的希望。澳大利亚的科学家就设计了九个ribozyme分子，它们都具备内切酶的活性，且切割位点有高度特异性。同时，ribozyme的活性随pH、温度、及阳离子浓度的变化而变化，显示出典型的酶特性。由于ribozyme的作用位点高度特异，故可以用来切割特定的基因转录产物(RNA)。有人将这种切割作用叫做抗基因活性。因为切割的结果破坏了RNA，也就是抑制了基因的表达。这种特性为我们进行基因和病毒的治疗提供了一个可行的途径。
　　某些线粒体中的内含子也是自身剪接的内含子。一些常见的真菌，如粗糙脉孢菌(Neurosporacrassa)，酒酵母(Saccharomycescerevisiae)等的线粒体内含子都能进行自身剪接，像四膜虫中进行的磷酸酯转移反应一样。