Hoved vitenskap

Omvendt transkriptaseenzym

Innholdsfortegnelse:

Omvendt transkriptaseenzym
Omvendt transkriptaseenzym

Video: Anti-Aging: The Secret To Aging In Reverse 2024, Juli

Video: Anti-Aging: The Secret To Aging In Reverse 2024, Juli
Anonim

Omvendt transkriptase, også kalt RNA-rettet DNA-polymerase, et enzym kodet fra genetisk materiale fra retrovirus som katalyserer transkripsjonen av retrovirus RNA (ribonukleinsyre) til DNA (deoxyribonucleic acid). Denne katalyserte transkripsjonen er den omvendte prosessen med normal cellulær transkripsjon av DNA til RNA, derav navnene revers transkriptase og retrovirus. Omvendt transkriptase er sentral i den smittsomme naturen til retrovirus, hvorav flere forårsaker sykdom hos mennesker, inkludert humant immunsviktvirus (HIV), som forårsaker ervervet immunsvikt syndrom (AIDS), og humant T-celle lymphotrofisk virus I (HTLV-I), som forårsaker leukemi. Revers transkriptase er også en grunnleggende komponent i en laboratorieteknologi kjent som revers transkripsjon-polymerasekjedereaksjon (RT-PCR), et kraftig verktøy som brukes i forskning og til diagnostisering av sykdommer som kreft.

Retrovirus består av et RNA-genom inneholdt i et proteinshell som er innelukket i en lipidhylle. Retrovirusgenomet består vanligvis av tre gener: det gruppespesifikke antigengenet (gag), polymerasegenet (pol) og konvoluttgenet (env). Pol-genet koder for de tre enzymer - protease, revers transkriptase og integrase - som katalyserer trinnene med retroviral infeksjon. Når et retrovirus er inne i en vertscelle (en prosess formidlet av protease), overtar den vertens genetiske transkripsjonsmaskineri for å konstruere et DNA-provirus. Denne prosessen, omdannelsen av retroviralt RNA til proviral DNA, katalyseres ved revers transkriptase og er nødvendig for proviral DNA-innsetting i verts-DNA - et trinn initiert av integrase-enzymet.

Tidlige observasjoner av retrovirus

I mange år eksisterte det et paradigme innen molekylærbiologi kjent som "sentrale dogme." Dette hevdet at DNA først blir transkribert til RNA, RNA blir oversatt til aminosyrer, og aminosyrer samles til lange kjeder, kalt polypeptider, som utgjør proteiner - de funksjonelle enhetene i cellelivet. Imidlertid, mens denne sentrale dogmen er sant, som med mange biologiske paradigmer, kan viktige unntak finnes.

Den første viktige observasjonen mot det sentrale dogmen kom på begynnelsen av 1900-tallet. To danske forskere, Vilhelm Ellerman og Oluf Bang, var i stand til å overføre leukemi til seks kyllinger etter hverandre ved å infisere det første dyret med et filtrerbart middel (nå kjent som et virus) og deretter infisere hvert påfølgende dyr med blodet fra den foregående fuglen. På det tidspunktet ble det bare forstått at malbare svulster var kreftformer. Derfor var denne observasjonen ikke knyttet til en virusindusert malignitet fordi leukemi da ikke var kjent for å være en kreft. (På den tiden ble det antatt at leukemi var et resultat av en eller annen måte bakterieinfeksjoner.)

I 1911 rapporterte den amerikanske patologen Peyton Rous, som arbeidet ved Rockefeller Institute for Medical Research (nå Rockefeller University), at sunne kyllinger utviklet ondartede sarkomer (kreft i bindevev) når de ble smittet med tumorceller fra andre kyllinger. Rous undersøkte tumorcellene videre, og fra dem isolerte han et virus, som senere ble kalt Rous sarkomevirus (RSV). Imidlertid trakk begrepet smittsom kreft liten støtte, og da Rous ikke kunne isolere virus fra andre kreftformer, forlot Rous arbeidet i 1915 og kom ikke tilbake til det før i 1934. Flere tiår senere ble betydningen av oppdagelsene hans realisert, og i 1966— mer enn 55 år etter sitt første eksperiment, i en alder av 87 - Rous ble tildelt Nobelprisen for fysiologi eller medisin for sin oppdagelse av svulstinduserende virus.