Обратная транскриптаза

HIV-1 Обратная транскриптаза

Обратная транскриптаза (также известная как ревертаза или РНК-зависимая ДНК-полимераза) — фермент (КФ 2.7.7.49), осуществляющий синтез ДНК на матрице РНК в процессе, называемом обратной транскрипцией.

Называется так потому, что большинство процессов транскрипции в живых организмах происходит в другом направлении, а именно, с молекулы ДНК синтезируется РНК-транскрипт.

История

[править | править код]

Обратная транскриптаза была открыта С. М. Гершензоном в 1963 году[1][2], однако оно осталось незамеченным для большей части научного сообщества, и была снова независимо открыта Говардом Теминым в Университете Висконсин-Мэдисон[3], и независимо от него Дэвидом Балтимором в 1970 году в Массачусетском технологическом институте[4]. Оба исследователя получили Нобелевскую премию в области физиологии и медицины в 1975 году совместно с Ренато Дульбекко.

Точность транскрипции

[править | править код]

Обратной транскрипции из РНК в ДНК сопутствует высокий уровень ошибок синтеза, это отличает обратную транскриптазу от других ДНК-полимераз[5]. Эти ошибки могут приводить к мутациям, ответственным за лекарственную устойчивость вирусов[6].

Значение для вирусов

[править | править код]

Обратная транскрипция необходима, в частности, для осуществления жизненного цикла ретровирусов, например, вирусов иммунодефицита человека и T-клеточной лимфомы человека типов 1 и 2. После попадания вирусной РНК в клетку обратная транскриптаза, содержащаяся в вирусных частицах, синтезирует комплементарную ей ДНК, а затем на этой цепи ДНК, как на матрице, достраивает вторую цепь.

Значение для эукариот

[править | править код]

Ретротранспозоны эукариот кодируют обратную транскриптазу, которая используется ими для встраивания в геном хозяина подобно тому, как это происходит у вирусов. Обратной транскриптазой является также теломераза.

Применение

[править | править код]

Антиретровирусная терапия

[править | править код]
Подробнее см. Антиретровирусная терапия

Так как ретровирусы, такие как вирус иммунодефицита человека, используют обратную транскриптазу для копирования своего генетического материала при размножении, были разработаны специальные лекарства прерывающие обратную транскрипцию, и таким образом останавливающие распространение вируса. Эти лекарства известны под общим названием ингибиторы обратной транскриптазы[7][8].

Роль в генетической инженерии

[править | править код]

В генетической инженерии обратную транскриптазу используют для получения кДНК — копии эукариотического гена, не содержащей интронов. Для этого из организма выделяют зрелую мРНК (кодирующую соответствующий генный продукт: белок, РНК) и проводят с ней в качестве матрицы обратную транскрипцию. Полученную кДНК можно трансформировать в клетки бактерий для получения трансгенного продукта[9].

См. также

[править | править код]

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ Гершензон С. М., Кок I. П., Вiтас К. Й., Добровольска Г. М., Скуратовська I. Н. Утворення за допомогою РНК хозяïна вiрусу, що мiстить ДНК // Доповiдi Академiï наук УРСР. Вiддiл бiологiчних наук. 1960. № 12. С. 1633–1641; Гершензон С. М., Кок И. П., Витас К. И., Добровольская Г. Н., Рипецкий Р. Т., Скуратовская И. Н. Исследование инфекционной РНК, образующейся в насекомых, зараженных вирусом ядерного полиэдроза // Вопросы вирусологии. 1963. № 3. С. 337–343.
  2. ↑ Фандо Р. А.. Сергей Михайлович Гершензон – ученый, опередивший свое время // Вопросы истории естествознания и техники. 2019. Т. 40. № 1. С.  73-94
  3. ↑ Temin H. M., Mizutani S. RNA-dependent DNA polymerase in virions of Rous sarcoma virus (англ.) // Nature. — 1970. — June (vol. 226, no. 5252). — P. 1211—1213. — doi:10.1038/2261211a0. — PMID 4316301.
  4. ↑ Baltimore D. RNA-dependent DNA polymerase in virions of RNA tumour viruses (англ.) // Nature. — 1970. — June (vol. 226, no. 5252). — P. 1209—1211. — doi:10.1038/2261209a0. — PMID 4316300.
  5. ↑ Varuni K. Jamburuthugoda, Thomas H. Eickbush. The reverse transcriptase encoded by the non-LTR retrotransposon R2 is as error prone as that encoded by HIV-1 (англ.) // J Mol Biol[англ.] : journal. — 2011. — 15 April (vol. 407, no. 5). — P. 661—672. — doi:10.1016/j.jmb.2011.02.015.
  6. ↑ Reverse transcriptase. — Plainview, N.Y.: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1993. — ix, 492 pages с. — ISBN 0879693827, 9780879693824.
  7. ↑ K. Brinkman, H. J. ter Hofstede, D. M. Burger, J. A. Smeitink, P. P. Koopmans. Adverse effects of reverse transcriptase inhibitors: mitochondrial toxicity as common pathway // AIDS (London, England). — 1998-10-01. — Т. 12, вып. 14. — С. 1735—1744. — ISSN 0269-9370. Архивировано 20 августа 2018 года.
  8. ↑ Marie-Pierre de Béthune. Non-nucleoside reverse transcriptase inhibitors (NNRTIs), their discovery, development, and use in the treatment of HIV-1 infection: a review of the last 20 years (1989-2009) // Antiviral Research. — 2010-1. — Т. 85, вып. 1. — С. 75—90. — ISSN 1872-9096. — doi:10.1016/j.antiviral.2009.09.008. Архивировано 20 августа 2018 года.
  9. ↑ W. M. Freeman, S. J. Walker, K. E. Vrana. Quantitative RT-PCR: pitfalls and potential // BioTechniques. — 1999-1. — Т. 26, вып. 1. — С. 112—122, 124—125. — ISSN 0736-6205. Архивировано 5 июля 2018 года.
Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Обратная_транскриптаза&oldid=137794155