Omvendt transkriptaseenzym

Omvendt transkriptase, også kaldet RNA-styret DNA-polymerase, et enzym kodet fra det genetiske materiale fra retrovira, der katalyserer transkriptionen af ​​retrovirus RNA (ribonukleinsyre) til DNA (deoxyribonukleinsyre). Denne katalyserede transkription er den omvendte proces med normal cellulær transkription af DNA til RNA, deraf navne omvendt transkriptase og retrovirus. Omvendt transkriptase er central for den infektiøse natur af retrovira, hvoraf flere forårsager sygdom hos mennesker, herunder human immundefektvirus (HIV), der forårsager erhvervet immundefekt syndrom (AIDS) og humant T-celle lymphotrofisk virus I (HTLV-I), hvilket forårsager leukæmi. Revers transkriptase er også en grundlæggende komponent i en laboratorieteknologi kendt som revers transkription-polymerasekædereaktion (RT-PCR), et kraftfuldt værktøj, der bruges til forskning og til diagnosticering af sygdomme som kræft.

Retrovirus består af et RNA-genom indeholdt i en proteinshell, der er indesluttet i en lipidhylster. Retrovirusgenomet består typisk af tre gener: det gruppespecifikke antigengen (gag), polymerasegenet (pol) og kuvertgenet (env). Pol-genet koder for de tre enzymer - protease, revers transkriptase og integrase - der katalyserer trinene med retroviral infektion. Når en retrovirus er inde i en værtscelle (en proces formidlet af protease), overtager den værtens genetiske transkriptionsmaskineri til at konstruere et DNA-provirus. Denne proces, omdannelsen af ​​retroviral RNA til proviral DNA, katalyseres ved omvendt transkriptase og er nødvendig for proviral DNA-indsættelse i værts-DNA - et trin initieret af integrase-enzymet.

Tidlige observationer af retrovirus

I mange år eksisterede der et paradigme inden for molekylærbiologi kendt som ”det centrale dogme”. Dette hævdede, at DNA først transkriberes til RNA, RNA oversættes til aminosyrer, og aminosyrer samles i lange kæder, kaldet polypeptider, der udgør proteiner - de funktionelle enheder i cellulært liv. Selvom denne centrale dogme er sand, ligesom med mange biologiske paradigmer, kan der dog findes vigtige undtagelser.

Den første vigtige observation modsat den centrale dogme kom i begyndelsen af ​​det 20. århundrede. To danske forskere, Vilhelm Ellerman og Oluf Bang, var i stand til at overføre leukæmi til seks kyllinger i rækkefølge ved at inficere det første dyr med et filtrerbart middel (nu kendt som en virus) og derefter inficere hvert efterfølgende dyr med blod fra den foregående fugl. På det tidspunkt var det kun palpable maligne tumorer, der blev forstået som kræftformer. Derfor var denne observation ikke knyttet til en virusinduceret malignitet, fordi leukæmi da ikke var kendt for at være en kræft. (På det tidspunkt blev man troet, at leukæmi var et resultat af en eller anden måde bakteriel infektion).

I 1911 rapporterede den amerikanske patolog Peyton Rous, der arbejdede ved Rockefeller Institute for Medical Research (nu Rockefeller University), at sunde kyllinger udviklede ondartede sarkomer (kræft i bindevæv), når de blev inficeret med tumorceller fra andre kyllinger. Rous undersøgte tumorcellerne yderligere, og fra dem isolerede han en virus, der senere blev navngivet Rous sarkomevirus (RSV). Imidlertid trak begrebet smitsom kræft lidt støtte, og da Rous ikke var i stand til at isolere vira fra andre kræftformer, forlod Rous værket i 1915 og vendte ikke tilbage til det før i 1934. Ti år senere blev betydningen af ​​hans opdagelser realiseret, og i 1966— mere end 55 år efter hans første eksperiment, i en alder af 87 - Rous blev tildelt Nobelprisen for fysiologi eller medicin for sin opdagelse af tumorinducerende vira.