Utama sains

Enzim transkripase terbalik

Isi kandungan:

Enzim transkripase terbalik
Enzim transkripase terbalik

Video: Reverse transcription | by reverse transcriptase enzyme 2024, Julai

Video: Reverse transcription | by reverse transcriptase enzyme 2024, Julai
Anonim

Transkripase terbalik, juga disebut polimerase DNA yang diarahkan RNA, enzim yang dikodkan dari bahan genetik retrovirus yang memangkinkan transkripsi RNA retrovirus (asid ribonukleat) menjadi DNA (asid deoksiribonukleik). Transkripsi pemangkin ini adalah proses terbalik transkripsi selular normal DNA menjadi RNA, oleh itu nama transkripase terbalik dan retrovirus. Transkripase terbalik adalah pusat kepada sifat retrovirus yang menular, beberapa di antaranya menyebabkan penyakit pada manusia, termasuk virus imunodefisiensi manusia (HIV), yang menyebabkan sindrom imunodefisiensi (AIDS), dan virus limfotrofik sel T manusia (HTLV-I), yang menyebabkan leukemia. Transkripase terbalik juga merupakan komponen asas teknologi makmal yang dikenali sebagai reaksi berantai transkripsi-polimerase terbalik (RT-PCR), alat yang kuat yang digunakan dalam penyelidikan dan dalam diagnosis penyakit seperti barah.

Retrovirus terdiri daripada genom RNA yang terdapat di dalam cangkang protein yang tertutup dalam sampul lipid. Genom retrovirus biasanya terdiri dari tiga gen: gen antigen khusus kumpulan (gag), gen polimerase (pol), dan gen sampul (env). Gen pol menyandikan tiga enzim - protease, transcriptase terbalik, dan integrase - yang menjadi pemangkin kepada langkah-langkah jangkitan retroviral. Setelah retrovirus berada di dalam sel inang (proses yang dimediasi oleh protease), ia mengambil alih mesin transkripsi genetik inang untuk membina sebuah provirus DNA. Proses ini, penukaran RNA retroviral ke DNA proviral, dikatalisis oleh transkripase terbalik dan diperlukan untuk penyisipan DNA proviral ke dalam DNA inang - langkah yang dimulakan oleh enzim integrase.

Pemerhatian retrovirus awal

Selama bertahun-tahun terdapat paradigma dalam biologi molekul yang dikenali sebagai "dogma pusat." Ini menegaskan bahawa DNA pertama kali ditranskripsikan ke dalam RNA, RNA diterjemahkan ke dalam asam amino, dan asam amino berkumpul menjadi rantai panjang, yang disebut polipeptida, yang membentuk protein-unit fungsi kehidupan selular. Walau bagaimanapun, walaupun dogma utama ini benar, seperti banyak paradigma biologi, pengecualian penting dapat dijumpai.

Pemerhatian penting pertama yang menentang dogma pusat datang pada awal abad ke-20. Dua penyelidik Denmark, Vilhelm Ellerman dan Oluf Bang, dapat menyebarkan leukemia kepada enam ekor ayam berturut-turut dengan menjangkiti haiwan pertama dengan agen yang dapat disaring (sekarang dikenali sebagai virus) dan kemudian menjangkiti setiap haiwan berikutnya dengan darah burung sebelumnya. Pada masa itu, hanya tumor ganas yang difahami sebagai barah. Oleh itu, pemerhatian ini tidak dikaitkan dengan keganasan akibat virus kerana leukemia pada masa itu tidak diketahui sebagai barah. (Pada masa itu, leukemia dianggap sebagai hasil dari beberapa jenis jangkitan bakteria.)

Pada tahun 1911, pakar patologi Amerika Peyton Rous, yang bekerja di Institut Penyelidikan Perubatan Rockefeller (sekarang Universiti Rockefeller), melaporkan bahawa ayam yang sihat mengembangkan sarkoma malignan (barah tisu penghubung) apabila dijangkiti sel tumor dari ayam lain. Rous menyiasat sel-sel tumor lebih jauh, dan dari mereka, dia mengasingkan virus, yang kemudian diberi nama virus sarkoma Rous (RSV). Walau bagaimanapun, konsep kanser berjangkit mendapat sedikit sokongan, dan, tidak dapat mengasingkan virus dari barah lain, Rous meninggalkan pekerjaan itu pada tahun 1915 dan tidak kembali ke sana hingga tahun 1934. Beberapa dekad kemudian, pentingnya penemuannya disedari, dan pada tahun 1966— lebih dari 55 tahun setelah percubaan pertamanya, pada usia 87 tahun - Rous dianugerahkan Hadiah Nobel untuk Fisiologi atau Perubatan kerana penemuannya mengenai virus penyebab tumor.