การไฮโดรไลซิสของ RNAเป็นปฏิกิริยาที่พันธะฟอสโฟไดเอสเทอร์ในโครงสร้างน้ำตาล-ฟอสเฟตของRNAถูกทำลาย ทำให้โมเลกุล RNA แตกออก RNA ไวต่อการไฮโดรไลซิส ที่เร่งปฏิกิริยาโดยเบสนี้ เนื่องจาก น้ำตาล ไรโบสใน RNA มี หมู่ ไฮดรอกซิลที่ตำแหน่ง 2' ^{[ 1 ]}คุณสมบัตินี้ทำให้ RNA ไม่เสถียรทางเคมีเมื่อเทียบกับDNAซึ่งไม่มีหมู่ 2' -OH นี้ ดังนั้นจึงไม่ไวต่อการไฮโดรไลซิสที่เร่งปฏิกิริยาโดยเบส^{[ 1 ]}

การไฮโดรไลซิสของ RNA เกิดขึ้นเมื่อ 2' OH ที่ถูกกำจัดโปรตอนของไรโบส ซึ่งทำหน้าที่เป็นนิวคลีโอไฟล์เข้าโจมตีฟอสฟอรัสที่อยู่ติดกันในพันธะฟอสโฟไดเอสเทอร์ของโครงสร้างน้ำตาล-ฟอสเฟตของ RNA ^{[ 1 ]}มีสถานะการเปลี่ยนผ่าน (ดังแสดงในภาพด้านบน) ซึ่งฟอสฟอรัสจะจับกับอะตอมออกซิเจนห้าอะตอม^{[ 2 ]}จากนั้นฟอสฟอรัสจะแยกตัวออกจากออกซิเจนที่เชื่อมต่อกับน้ำตาลที่อยู่ติดกัน ส่งผลให้เกิดการแตกตัวของเอสเทอร์ในโครงสร้าง RNA (กลไกนี้เรียกอีกอย่างว่าการแตกตัวของ RNA) ซึ่งจะสร้างฟอสเฟตแบบวงแหวน 2',3' ที่สามารถให้ผลลัพธ์เป็นนิวคลีโอไทด์ 2' หรือ 3' เมื่อไฮโดรไลซิส กระบวนการนี้แสดงในรูปที่ 1 ^{[ 1 ]}

การไฮโดรไลซิสหรือการแตกตัวของ RNA สามารถเกิดขึ้นได้เองโดยไม่ต้องมีตัวเร่งปฏิกิริยาหรือเอนไซม์ กระบวนการนี้เรียกว่าการไฮโดรไลซิสอัตโนมัติหรือปฏิกิริยาการแตกตัวด้วยตนเอง การแตกตัวโดยธรรมชาติในโมเลกุล RNA มีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นได้มากกว่าเมื่อเป็นสายเดี่ยว^{[ 2 ]}การไฮโดรไลซิสอัตโนมัติหรือปฏิกิริยาการแตกตัวด้วยตนเองเกิดขึ้นในสารละลายเบส ซึ่งไอออนไฮดรอกไซด์อิสระในสารละลายสามารถดึงโปรตอนออกจาก 2' OH ของไรโบสได้ง่าย การดึงโปรตอนนี้ทำให้ปฏิกิริยาถูกเร่งด้วยเบสและเพิ่มความเป็นไปได้ของปฏิกิริยา^{[ 2 ]}

เมื่อ RNA เป็นสายคู่หรือเกี่ยวข้องกับการจับคู่เบสนิวคลีโอไทด์ RNA จะมีความเสถียรมากขึ้นและโอกาสในการแตกตัวโดยธรรมชาติจะลดลงอย่างมาก ในกรณีเหล่านี้ การแตกตัวจะทำโดยใช้เอนไซม์ เร่งปฏิกิริยา เอนไซม์หลายชนิดเร่งปฏิกิริยาการแตกตัวที่ตำแหน่งเฉพาะบนโมเลกุล RNA ^{[ 2 ]}

เอนไซม์ชนิดหนึ่งคือไรโบนิวคลีเอส เอ (RNase A) ซึ่งเป็นเอนไซม์โปรตีน RNase A มีฮิสติดีนในบริเวณออกฤทธิ์ และใช้ฮิสติดีนในการเร่งปฏิกิริยาแบบกรด-เบสและการตัด RNA ^{[ 2 ]}หมู่ฮิสติดีนบางส่วนในบริเวณออกฤทธิ์ทำหน้าที่เป็นเบสเพื่อกำจัดโปรตอนออกจากไฮดรอกซิล 2' ของน้ำตาลไรโบส ในขณะที่หมู่ฮิสติดีนอื่นๆ ทำหน้าที่เป็นกรดเพื่อบริจาคโปรตอนให้กับออกซิเจน 5' ของไรโบสที่อยู่ติดกันเพื่อให้เป็นหมู่ที่หลุดออกได้ง่ายขึ้น หมู่ไลซีนซึ่งอยู่ในบริเวณออกฤทธิ์ของ RNase A เช่นกัน จะช่วยทำให้โมเลกุลออกซิเจนที่มีประจุลบในสถานะเปลี่ยนผ่านมีความเสถียร^{[ 2 ]}

ไรโบไซม์ประเภทหนึ่งที่เรียกว่าไรโบนิวคลีโอไลติกไรโบไซม์ขนาดเล็กช่วยเพิ่มความเป็นธรรมชาติของการตัด RNA ของตัวเองโดยใช้การเร่งปฏิกิริยาแบบกรด-เบส ตัวอย่างของไรโบไซม์ดังกล่าว ได้แก่ ไรโบไซม์หัวค้อน ไร โบไซม์ไวรัสเฮปาไทติสเดลต้า (HDV)และไรโบไซม์แฮร์พิน^{[ 2 ]}ไรโบไซม์ขนาดใหญ่ เช่นอินทรอนกลุ่ม I อินทร อนกลุ่ม IIและRNase Pเร่งปฏิกิริยาการต่อเชื่อมและการดัดแปลงหลังการถอดรหัสอื่นๆ ในระหว่างการประมวลผล mRNA โดยใช้กลไกการตัดที่อธิบายไว้ข้างต้น^{[ 2 ]}

นักวิจัยกำลังพัฒนาและใช้แอปพลิเคชันต่างๆ สำหรับการไฮโดรไลซิส RNA ที่สามารถดำเนินการได้อย่างเป็นระบบ แอปพลิเคชันเหล่านี้รวมถึงการใช้ไรโบไซม์ในการบำบัดยีนเพื่อควบคุมการแสดงออกของยีนในแบคทีเรียและยูคาริโอต และเพื่อยับยั้งการจำลองแบบของไวรัส^{[ 2 ]} โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ไรโบไซม์หัวค้อนสามารถออกแบบให้ตัด RNA ที่ต้องการได้^{[ 3 ]}ไรโบไซม์เหล่านี้สามารถออกแบบเพื่อป้องกันการแสดงออกของยีนเฉพาะได้ ตัวอย่างเช่น^{[ 4 ]}

นอกจากจะยับยั้งการแสดงออกของยีนแล้ว ไรโบไซม์ที่ทำหน้าที่ตัดต่อยังสามารถใช้ในการซ่อมแซม RNA ที่เสียหายหรือมีข้อบกพร่องได้อีกด้วย ไรโบไซม์ที่ทำหน้าที่ตัดต่อจะเร่งปฏิกิริยาการตัดต่อ RNA โดยการกำจัดส่วนของ RNA ที่มีการกลายพันธุ์และแทนที่ด้วย RNA ที่ทำงานได้ดี^{[ 5 ]} นอกจากนี้ยังสามารถปรับเปลี่ยนไรโบไซม์ที่มีอยู่แล้วในลักษณะที่เปลี่ยนแปลงปฏิกิริยาที่ไรโบไซม์เร่งปฏิกิริยาได้อีกด้วย^{[ 6 ]}