Hlavní Věda

Enzym reverzní transkriptázy

Obsah:

Enzym reverzní transkriptázy
Enzym reverzní transkriptázy

Video: Lukáš Pekárek - Ze života virů (ÚMKP, BC 25.2.2019) 2024, Červenec

Video: Lukáš Pekárek - Ze života virů (ÚMKP, BC 25.2.2019) 2024, Červenec
Anonim

Reverzní transkriptáza, také nazývaná RNA-řízená DNA polymeráza, enzym kódovaný z genetického materiálu retrovirů, který katalyzuje transkripci retrovirové RNA (ribonukleová kyselina) do DNA (deoxyribonukleová kyselina). Tato katalyzovaná transkripce je reverzním procesem normální buněčné transkripce DNA do RNA, proto se nazývá reverzní transkriptáza a retrovirus. Reverzní transkriptáza je ústřední pro infekční povahu retrovirů, z nichž některé způsobují onemocnění u lidí, včetně viru lidské imunodeficience (HIV), který způsobuje syndrom získané imunodeficience (AIDS), a lidského T-buněčného lymfotrofického viru I (HTLV-I), což způsobuje leukémii. Reverzní transkriptáza je také základní složkou laboratorní technologie známé jako reverzní transkripce-polymerázová řetězová reakce (RT-PCR), mocný nástroj používaný při výzkumu a diagnostice onemocnění, jako je rakovina.

Retroviry obsahují RNA genom obsažený v proteinovém obalu, který je uzavřen v lipidové obálce. Retrovirový genom je obvykle tvořen třemi geny: skupinově specifickým antigenovým genem (gag), polymerázovým genem (pol) a obalovým genem (env). Gen pol kóduje tři enzymy - proteázu, reverzní transkriptázu a integrázu - které katalyzují kroky retrovirové infekce. Jakmile je retrovirus uvnitř hostitelské buňky (proces zprostředkovaný proteázou), převezme genetický transkripční mechanismus hostitele pro konstrukci DNA viru. Tento proces, přeměna retrovirové RNA na provirovou DNA, je katalyzován reverzní transkriptázou a je nezbytný pro vložení provirové DNA do hostitelské DNA - krok iniciovaný enzymem integrázy.

Včasná pozorování retroviru

Po mnoho let existovalo paradigma v molekulární biologii známé jako „centrální dogma“. Toto tvrdilo, že DNA je nejprve transkribována do RNA, RNA je přeložena do aminokyselin a aminokyseliny se sestavují do dlouhých řetězců, nazývaných polypeptidy, které tvoří proteiny - funkční jednotky buněčného života. I když je toto ústřední dogma pravdivé, stejně jako u mnoha paradigmat biologie lze nalézt důležité výjimky.

První důležité pozorování proti centrální dogmě přišlo na počátku 20. století. Dva dánští vědci, Vilhelm Ellerman a Oluf Bang, byli schopni přenášet leukémii na šest kuřat za sebou tím, že infikovali první zvíře filtrovatelnou látkou (nyní známou jako virus) a poté infikovali každé následující zvíře krví předchozího ptáka. V té době byly rakovinou pouze hmatatelné zhoubné nádory. Toto pozorování proto nebylo spojeno s virově indukovanou malignitou, protože leukémie nebyla známa jako rakovina. (V té době byla leukémie považována za výsledek nějakého způsobu bakteriální infekce.)

V roce 1911 americký patolog Peyton Rous, pracující v Rockefellerově ústavu pro lékařský výzkum (nyní Rockefellerova univerzita), uvedl, že zdravé kuřata se při infekci nádorovými buňkami z jiných kuřat vyvinuly maligní sarkomy (rakoviny pojivových tkání). Rous dále zkoumal nádorové buňky az nich izoloval virus, který byl později pojmenován Rousův sarkom virus (RSV). Koncept infekční rakoviny však získal jen malou podporu, a protože nebyl schopen izolovat viry od jiných druhů rakoviny, Rous opustil práci v roce 1915 a vrátil se k ní teprve v roce 1934. O desetiletí později byl význam jeho objevů realizován av roce 1966— více než 55 let po svém prvním experimentu, ve věku 87 let - získal Rous Nobelovu cenu za fyziologii nebo medicínu za objev virů indukujících nádor.